有限元网格划分的基本原则-凯发网站

 
有限元网格划分的基本原则
来源: | 作者:thinks | 发布时间: 2020-08-31 | 8 次浏览 | 分享到:

(包括静应力和动应力),而计算固有特性时则趋于采用较均匀的钢格形式。这是因为固有频率和振型主要取决于结构质量分布和刚度分布,不存在类似应力集中的现象,采用均匀网格可使结构刚度矩阵和质量矩阵的元素不致相差太大,可减小数值计算误差。同样,在结构温度场计算中也趋于采用均匀网格。

3、单元阶次

许多单元都具有线性、二次和三次等形式,其中二次和三次形式的单元称为高阶单元。选用高阶单元可提高计算精度,因为高阶单元的曲线或曲面边界能够更好地逼近结构的曲线和曲面边界,且高次插值函数可更高精度地逼近复杂场函数,所以当结构形状不规则、应力分布或变形很复杂时可以选用高阶单元。但高阶单元的节点数较多,在网格数量相同的情况下由高阶单元组成的模型规模要大得多,因此在使用时应权衡考虑计算精度和时间。3是一悬臂梁分别用线性和二次三角形单元离散时,其顶端位移随网格数量的收敛情况。可以看出,但网格数量较少时,两种单元的计算精度相差很大,这时采用低阶单元是不合适的。当网格数量较多时,两种单元的精度相差并不很大,这时采用高阶单元并不经济。例如在离散细节时,由于细节尺寸限制,要求细节附近的网格划分很密,这时采用线性单元更合适。

增加网格数量和单元阶次都可以提高计算精度。因此在精度一定的情况下,用高阶单元离散结构时应选择适当的网格数量,太多的网格并不能明显提高计算精度,反而会使计算时间大大增加。为了兼顾计算精度和计算量,同一结构可以采用不同阶次的单元,即精度要求高的重要部位用高阶单元,精度要求低的次要部位用低阶单元。不同阶次单元之间或采用特殊的过渡单元连接,或采用多点约束等式连接。

4、网格质量

网格质量是指网格几何形状的合理性。质量好坏将影响计算精度。质量太差的网格甚至会中止计算。直观上看,网格各边或各个内角相差不大、网格面不过分扭曲、边节点位于边界等份点附近的网格质量较好。网格质量可用细长比、锥度比、内角、翘曲量、拉伸值、边节点位置偏差等指标度量。划分网格时一般要求网格质量能达到某些指标要求。在重点研究的结构关键部位,应保证划分高质量网格,即使是个别质量很差的网格也会引起很大的局部误差。而在结构次要部位,网格质量可适当降低。当模型中存在质量很差的网格(称为畸形网格)时,计算过程将无法进行。图4是三种常见的畸形网格,其中a单元的节点交叉编号,b单元的内角大于180°c单元的两对节点重合,网格面积为零。

技术干货
"))
网站地图