ANSYS 入门教程 (22) - 网格划分技术及技巧 (a)
第 3 章 网格划分技术及技巧 3.1 定义单元属性
单元类型 / 实常数 / 材料属性 / 梁截面 / 设置几何模型的单元属性 3.2 网格划分控制
单元形状控制及网格类型选择 / 单元尺寸控制 / 内部网格划分控制 / 划分网格 3.3 网格划分高级技术
面映射网格划分 / 体映射网格划分 / 扫掠生成体网格 / 单元有效性检查 / 网格修改 3.4 网格划分实例
基本模型的网格划分 / 复杂面模型的网格划分 / 复杂体模型的网格划分
创建几何模型后，必须生成有限元模型才能分析计算，生成有限元模型的方法就是对几何模型进行网格划分，网格划分主要过程包括三 个步骤：
⑴ 定义单元属性
单元属性包括：单元类型、实常数、材料特性、单元坐标系和截面号等。 ⑵ 定义网格控制选项
★ 对几何图素边界划分网格的大小和数目进行设置； ★ 没有固定的网格密度可供参考；
★ 可通过评估结果来评价网格的密度是否合理。 ⑶ 生成网格
★ 执行网格划分，生成有限元模型； ★ 可清除已经生成的网格并重新划分； ★ 局部进行细化。 3.1 定义单元属性 一、定义单元类型 1. 定义单元类型
命令：ET, ITYPE, Ename, KOP1, KOP2, KOP3, KOP4, KOP5, KOP6, INOPR ITYPE - 用户定义的单元类型的参考号。
Ename - ANSYS 单元库中给定的单元名或编号，它由一个类别前缀和惟一的编号组成，类别前缀可以省略，而仅使用单元编号。
KOP1~KOP6 - 单元描述选项，此值在单元库中有明确的定义，可参考单元手册。也可通过命令KEYOPT进行设置。
INOPR - 如果此值为 1 则不输出该类单元的所有结果。 例如：
et,1,link8 ! 定义 LINK8 单元，其参考号为 1；也可用 ET,1,8 定义 et,3,beam4 ! 定义 BEAM4 单元，其参考号为 3；也可用 ET,3,4 定义 2. 单元类型的 KEYOPT
命令：KEYOPT, ITYPE, KNUM, VALUE
ITYPE - 由ET命令定义的单元类型参考号。 KNUM - 要定义的 KEYOPT 顺序号。 VALUE - KEYOPT 值。
该命令可在定义单元类型后，分别设置各类单元的 KEYOPT 参数。 例如：
et,1,beam4 ! 定义 BEAM4 单元的参考号为 1 et,3,beam189 ! 定义 BEAM189 单元的参考号为 3
keyopt,1,2,1 ! BEAM4 单元考虑应力刚度时关闭一致切线刚度矩阵 keyopt,3,1,1 ! 考虑 BEAM189 的第 7 个自由度，即翘曲自由度
! 当然这些参数也可在 ET 命令中一并定义，如上述四条命令与下列两条命令等效： et,1,beam4,,1 et,3,beam189,1 3. 自由度集
命令：DOF, Lab1, Lab2, Lab3, Lab4, Lab5, Lab6, Lab7, Lab8, Lab9, Lab10 4. 改变单元类型 命令：ETCHG, Cnv 5. 单元类型的删除与列表
删除命令：ETDELE, ITYP1, ITYP2, INC 列表命令：ETLIST, ITYP1, ITYP2, INC 二、 定义实常数 1. 定义实常数
命令：R,NSET,R1,R2,R3,R4,R5,R6 续：RMORE,R7,R8,R9,R10,R11,R12 ...... 其中：
NSET - 实常数组号（任意），如果与既有组号相同，则覆盖既有组号定义的实常数。 R1～R12 - 该组实常数的值。
使用 R 命令只能一次定义 6 个值，如果多于 6 个值则采用续行命令 RMORE 增加另外的值。每重复执行 RMORE 一次，则该组实常数增加 6 个值，如 7～12、13～18、19～24 等。 ★ 各类单元有不同的实常数值，其值的输入必须按单元说明中的顺序；
★ 如果实常数值多于单元所需要的，则仅使用需要的值；如果少于所需要的，则以零值补充。 ★ 一种单元可有多组实常数，也有一些单元不需要实常数 (如实体单元)。 例如 BEAM4 单元，需要的实常数值有 12 个：
AREA、IZZ、IYY、TKZ、TKY、THETA 和 ISTRN、IXX、SHEARZ、SHEARY、SPIN、ADDMAS 设采用直径为 0.1m 的圆杆，其实常数可定义为： D=0.1 PI=acos(-1) a0=pi*d*d/4 I0=pi*D**4/64 IX=pi*D**4/32
R,3,a0,i0,i0,d,d,0 ! 定义第 3 组实常数的 AREA、IZZ、IYY、TKZ、TKY、THETA Rmore,0,ix,0,0,0,2.0 ! 定义第 3 组实常数的其它实常数值 2. 变厚度壳实常数定义
命令：RTHICK,Par,ILOC,JLOC,KLOC,LLOC
Par - 节点厚度的数组参数（以节点号引用），如 mythick(19) 表示在节点 19 的壳体厚度。 ILOC - 单元I节点的厚度在实常数组中的位置，缺省为 1。 JLOC---单元J节点的厚度在实常数组中的位置，缺省为 2。 KLOC---单元K节点的厚度在实常数组中的位置，缺省为 3。 LLOC---单元L节点的厚度在实常数组中的位置，缺省为 4。
该命令后面的四个参数顺序与节点厚度的关系比较复杂，例如设某个单元：节点厚度数组为 MYTH；单元节点顺序： I J K L；节点编号： NI NJ NK NL； RTHICK 命令参数： 3 2 4 1；IJKL 节点厚度： MYTH(NL)、MYTH(NJ)、MYTH(NI)、MYTH(NK)。
典型的如壳厚度为位置的函数，其命令流如下： finish $ /clear $ /PREP7
ET,1,63 $ blc4,,,10,10 $ ESIZE,0.5 $ AMESH,1 MXNODE = NDINQR(0,14) ! 得到最大节点号
*DIM,THICK,,MXNODE ! 定义数组，以存放节点厚度 *DO,i,1,MXNODE ! 以节点号循环对厚度数组赋值 THICK(i) = 0.5 + 0.2*NX(i) + 0.02*NY(i)**2 *ENDDO ! 结束循环 RTHICK,THICK(1),1,2,3,4 ! 赋壳厚度 /ESHAPE,1.0 $ eplot !带厚度显示壳单元
3. 实常数组的删除与列表
删除命令：RDELE, NSET1, NSET2, NINC 列表命令：RLIST, NSET1, NSET2, NINC
其中 NSET1,NSET2,NINC - 实常数组编号范围和编号增量， 缺省时 NSET2 等于 NSET1 且 NINC=1。NSET1 也可为 ALL。
三、 材料属性
每一组材料属性有一个材料参考号，用于识别各个材料特性组。一个模型中可有多种材料特性组。 1. 定义线性材料属性
命令：MP,Lab,MAT,C0,C1,C2,C3,C4 Lab - 材料性能标识，其值可取： EX：弹性模量（也可为 EY、EZ）。
ALPX：线膨胀系数（也可为 ALPY、ALPZ）。 PRXY：主泊松比（也可为 PRYZ、PRXZ）。 NUXY：次泊松比（也可为 NUYZ、NUXZ）。 GXY：剪切模量（也可为 GYZ、GXZ）。 DAMP：用于阻尼的K矩阵乘子，即阻尼比。 DMPR：均质材料阻尼系数。 MU：摩擦系数。