進(jìn)行有限元分析時(shí)使用者很容易陷入兩個(gè)極端，一是生怕網(wǎng)格數(shù)量不夠而影響計(jì)算精度，使用近乎變態(tài)的網(wǎng)格尺寸進(jìn)行分析，二是輕視網(wǎng)格的重要性，直接盲目地使用軟件默認(rèn)的網(wǎng)格進(jìn)行處理。前者很容易帶來巨大的計(jì)算量從而加重分析負(fù)擔(dān)，后者經(jīng)常拿出不合理的分析結(jié)果但卻不自知，其中實(shí)體單元的分析相對(duì)于梁，殼來說更容易出現(xiàn)上述問題，這也是該系列文章準(zhǔn)備著重探討的地方。

問題的產(chǎn)生

如圖三種結(jié)構(gòu)分別代表了狹長(zhǎng)實(shí)體，常規(guī)實(shí)體，薄壁實(shí)體的特征，假設(shè)現(xiàn)在需要對(duì)這些結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元計(jì)算來得到其剛度和強(qiáng)度性質(zhì)，那么請(qǐng)問整體和局部至少需要使用多少網(wǎng)格才能較好的捕捉到關(guān)注的問題？

說實(shí)話，在寫這系列文章時(shí)筆者并不知道具體多少合適，因?yàn)楹痛蠖鄶?shù)學(xué)習(xí)者一樣，網(wǎng)格數(shù)量的多少大部分時(shí)候憑感覺，反正就是：這個(gè)網(wǎng)格量應(yīng)該夠了！顯然，這樣是非常不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹?/p>

但是，要對(duì)這一問題進(jìn)行探索并不容易，畢竟不像梁?jiǎn)卧瑢?shí)體結(jié)構(gòu)從受力模式和網(wǎng)格維度方面都要復(fù)雜得多，因此，文章內(nèi)容不可能遍歷所有結(jié)構(gòu)特征，只能針對(duì)一些典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比，得到一些基本的分析規(guī)律。

另外需要主要，文章基于的求解器為OptiStruct，不同求解器不同單元類型可能會(huì)得到不太一樣的結(jié)果，所以對(duì)于不同的求解器需要針對(duì)對(duì)應(yīng)的問題進(jìn)行各自規(guī)律的探索。

問題的剖分

1）對(duì)比模型的選擇

首先需要明白的一點(diǎn)是：實(shí)體結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，要想得到通用性規(guī)律需要根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)得到具有基本特征的對(duì)比模型，比如下面支架：

固定螺栓孔，在中部施加向下的集中載荷，每根支臂主要受到彎曲以及扭轉(zhuǎn)載荷，截面內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的正應(yīng)力以及切應(yīng)力，對(duì)于更加復(fù)雜的模型以及加載方式會(huì)出現(xiàn)更加多樣的內(nèi)力疊加模式，但是無論怎么變化，不可否認(rèn)的是，典型受載下的懸臂實(shí)體或者扭轉(zhuǎn)柱體是進(jìn)行對(duì)比的不二選擇：

其次，由于進(jìn)入到實(shí)體領(lǐng)域，很多模型其實(shí)不太容易得到精確的解析解，因此對(duì)比模型計(jì)算結(jié)果的誤差按照逐漸加密網(wǎng)格后穩(wěn)定的結(jié)果作為參考值，而不刻意去尋求理論解。

2）網(wǎng)格類型的選擇

進(jìn)行有限元分析時(shí)，實(shí)體結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分根據(jù)場(chǎng)合一般會(huì)使用低階六面體，低階四面體，高階六面體，高階四面體：

鑒于現(xiàn)在這些類型的網(wǎng)格現(xiàn)在都比較常用，因此在對(duì)比時(shí)需要盡量注意全面。

3）分析問題的歸類

正常對(duì)于一個(gè)結(jié)構(gòu)分析有剛度問題和強(qiáng)度問題，大家知道剛度問題是一個(gè)全局問題：結(jié)構(gòu)的剛度是全局結(jié)構(gòu)變形累積的體現(xiàn)，而強(qiáng)度問題是一個(gè)局部問題：結(jié)構(gòu)的局部應(yīng)力很多時(shí)候只是和局部結(jié)構(gòu)的變化形式有關(guān)。因此針對(duì)這兩個(gè)問題的特點(diǎn)，文章將其分類為全局網(wǎng)格和局部網(wǎng)格研究：

4）注意事項(xiàng)

雖然對(duì)問題進(jìn)行了上述剖分，但還是不得不注意幾點(diǎn)問題：

①用來探索規(guī)律的模型一般比較簡(jiǎn)單，實(shí)際模型比較復(fù)雜，而結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的體現(xiàn)首先需要網(wǎng)格離散能夠捕捉到整體和局部特征，所以劃分的前提是保證這些特征能夠被合適的捕捉：

②雖然選擇的基本模型能夠體現(xiàn)受力的特性，需要注意的是，基本模型畢竟只保留了很少的重要特征，直接移植到復(fù)雜模型的應(yīng)用上一定要經(jīng)過驗(yàn)證對(duì)比，并且知道如何正確的移植：

來源于： 仿真求知之路     作者：聰聰