導(dǎo)讀：初學(xué)有限元分析時(shí)，看到規(guī)則的網(wǎng)格會(huì)覺得賞心悅目；當(dāng)了解到網(wǎng)格質(zhì)量有一些參數(shù)專門去評(píng)判后，發(fā)現(xiàn)以前看到的某些網(wǎng)格貌似存在質(zhì)量問題；對(duì)分析有了更深入的了解之后，明白網(wǎng)格是一個(gè)個(gè)力學(xué)單元組成，而評(píng)判網(wǎng)格的好壞也不再那么一板一眼。

為了對(duì)比兩種網(wǎng)格誰更適合分析，這里需要構(gòu)造幾種典型工況進(jìn)行對(duì)比。由于軸體主要承受的載荷為彎曲和扭轉(zhuǎn)，因此使用以下工況進(jìn)行分析對(duì)比：

如圖，固定軸體一端，在另一端通過rbe3單元施加端面的集中力和集中力矩，來模擬軸受到彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷的工況，現(xiàn)在來對(duì)比兩種網(wǎng)格模型在典型工況下的變形和應(yīng)力表現(xiàn)。

首先我們來看下彎曲工況下兩種有限元模型的變形和米塞斯應(yīng)力分布：

變形結(jié)果

應(yīng)力結(jié)果

可以很清晰的看到，兩種網(wǎng)格模型對(duì)應(yīng)的彎曲變形基本一致，米塞斯應(yīng)力結(jié)果也只相差3.0%（大家也可以對(duì)比彎曲正應(yīng)力）。

然后來看下扭轉(zhuǎn)工況下兩種有限元模型的表現(xiàn)：

變形結(jié)果

應(yīng)力結(jié)果

在扭轉(zhuǎn)工況下兩者相差得其實(shí)也非常小，扭轉(zhuǎn)剛度基本一致，米塞斯應(yīng)力結(jié)果也僅相差3.8%（大家也可以對(duì)比扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力）。

通過上述結(jié)果的對(duì)比，我們自然會(huì)有些許疑惑：

1.為什么旋轉(zhuǎn)方式得到的網(wǎng)格中心質(zhì)量那么差，但是在彎、扭工況下得到的結(jié)果卻還比較好？

2.通過對(duì)比會(huì)發(fā)現(xiàn)，符合質(zhì)量規(guī)則的網(wǎng)格柔性更好，按照有限元分析的規(guī)律，確實(shí)得到的結(jié)果更好，那么為什么還需要?jiǎng)澐帜欠N輻射狀的網(wǎng)格呢？

1.為什么芯軸網(wǎng)格質(zhì)量很差，但是分析結(jié)果良好？

對(duì)于問題1其實(shí)很多小伙伴都比較容易理解，結(jié)合材料力學(xué)的理論知識(shí)和結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布都不難看出，這類結(jié)構(gòu)的剛度主要由靠近外側(cè)的結(jié)構(gòu)承擔(dān)，而芯軸在彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷作用下能夠分擔(dān)的應(yīng)力較小。

因此就算這部分網(wǎng)格質(zhì)量很差，但是由于它們不在結(jié)構(gòu)的主要傳力部位，并沒有對(duì)整體結(jié)構(gòu)的靜剛、強(qiáng)度產(chǎn)生較大影響。

2.為什么有些時(shí)候還會(huì)使用這類輻射狀網(wǎng)格？

其實(shí)不光文章舉例的這類網(wǎng)格，大家如果查看不同行業(yè)的網(wǎng)格標(biāo)準(zhǔn)，總會(huì)發(fā)現(xiàn)一些比較奇怪的建模方法，用一句話來說就是這些網(wǎng)格劃分方法有其行業(yè)適應(yīng)性。

以輻射狀的網(wǎng)格為例：

它的軸向，徑向以及周向非常清晰，這樣不管是在指定路徑上的結(jié)果提取還是前處理一些特殊載荷的施加和相關(guān)方法的使用都會(huì)帶來一定的便捷性。

本文通過一個(gè)簡(jiǎn)單軸類結(jié)構(gòu)的兩種網(wǎng)格對(duì)比了解到：從網(wǎng)格質(zhì)量檢查角度來說，不合格的網(wǎng)格整體上看不一定就是差的網(wǎng)格；將質(zhì)量好的網(wǎng)格放在主傳力路徑上，對(duì)于非主傳力路徑上的網(wǎng)格可以適當(dāng)降低質(zhì)量要求。