Ansys軟件是一種常用的有限元分析軟件，它可以用于各種工程領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)、固體力學(xué)、流體力學(xué)等問題的模擬和分析。在進(jìn)行分析前，通常需要對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，以便將連續(xù)的物體劃分為離散的單元，從而進(jìn)行數(shù)值計算。

結(jié)構(gòu)仿真中，網(wǎng)格劃分是重要的步驟之一。正確選擇和應(yīng)用合適的網(wǎng)格劃分方法可以顯著影響到仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性和計算效率。本文將介紹ANSYS結(jié)構(gòu)仿真中常用的網(wǎng)格劃分方式，并提供相應(yīng)的方法教學(xué)，以幫助您優(yōu)化結(jié)構(gòu)仿真流程和提升工作效率。

一、Ansys網(wǎng)格劃分方法

在AnsysWorkbench中Manchical實(shí)行實(shí)體模型設(shè)置時，提供多種多樣網(wǎng)格劃分方式，用以將連續(xù)物體劃分成離散的單元，以便于實(shí)行數(shù)值計算與分析。常見的網(wǎng)格劃分方式有：

1.自動網(wǎng)格劃分：

Ansys提供AutoMeshs等各種智能網(wǎng)格劃分專用工具、PatchConforming、Mosaic等。這些工具能夠根據(jù)輸入幾何模型和網(wǎng)格參數(shù)自動生成適宜的網(wǎng)格，降低了人工操作的工作時間。自動網(wǎng)格劃分方法可以適用不同種類的幾何體情況。

2.四面體網(wǎng)格劃分：

四面體網(wǎng)格劃分方式適用三維和二維情況。四面體網(wǎng)格的劃分依賴于協(xié)調(diào)分片算法（PatchConforming）或者依靠獨(dú)立分片算法（PatchIndependent）將區(qū)域劃分為適用于復(fù)雜幾何建模的一系列四面體單元。

3.六面體網(wǎng)格劃分：

六面體網(wǎng)格劃分適用于三維情況，可將區(qū)域劃分為六個六面體單元，即四邊形或六邊形。六面體網(wǎng)格劃分提供準(zhǔn)確的幾何表達(dá)和比較高的運(yùn)算效率。Ansys為六面體網(wǎng)格劃分提供Tetrahedron/HexMesh專用工具。

4.掃掠網(wǎng)格劃分：

掃掠網(wǎng)格的劃分方法適用于形狀對稱的區(qū)域，然后在幾何體上進(jìn)行掃掠操作過程生成網(wǎng)格。此方法適用具備軸對稱特性的情況，能夠大幅度減少計算資源使用。Ansys的Meshing專用工具中提供掃掠網(wǎng)格劃分選擇項。

5.除了以上四個常用的網(wǎng)格劃分方式，還有多區(qū)域網(wǎng)格劃分、笛卡爾網(wǎng)格劃分、分層四面體網(wǎng)格劃分等等。

多區(qū)域網(wǎng)格劃分方式適用復(fù)雜的幾何體劃分，將區(qū)域劃分為多個子域，隨后在每個子域內(nèi)進(jìn)行網(wǎng)格劃分。此方法容許對于不同幾何形狀的部分進(jìn)行不一樣的網(wǎng)格劃分方式。Ansys軟件提供了多區(qū)域網(wǎng)格劃分的輔助工具與技術(shù)，如PatchConforming和Mosaic。

笛卡爾網(wǎng)格劃分方式使用規(guī)則的矩形或立方體單元來劃分區(qū)域。此方法適用規(guī)則幾何體和網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，如長方體、正方形等。Ansys中的Cartesianmeshing專用工具可用于實(shí)施笛卡爾網(wǎng)格劃分。

分層四面體網(wǎng)格劃分方式進(jìn)而在區(qū)域內(nèi)添加附加的層來提高網(wǎng)格的精密度。此方法通常用于需要在特定區(qū)域中提升網(wǎng)格分辨率或捕獲邊界特征的情況。Ansys提供分層四面體劃分選擇項LayeredTriangulation。

二、結(jié)構(gòu)仿真時的網(wǎng)格劃分要點(diǎn)

1、網(wǎng)格劃分選擇

結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分是將結(jié)構(gòu)對象劃分為離散的網(wǎng)格單元，常見的劃分方式包括四面體網(wǎng)格、六面體網(wǎng)格和四邊形網(wǎng)格。

不同的結(jié)構(gòu)對象和仿真任務(wù)可能適用于不同的網(wǎng)格劃分方式。例如，對于具有彎曲或復(fù)雜幾何形狀的結(jié)構(gòu)對象，四面體網(wǎng)格可以提供更好的剛度和接觸模擬，而六面體網(wǎng)格則更適用于熱傳導(dǎo)和流體力學(xué)分析。

2、網(wǎng)格密度控制

網(wǎng)格密度控制是指根據(jù)結(jié)構(gòu)的幾何特征和仿真要求來調(diào)整網(wǎng)格劃分的精細(xì)程度。通常使用邊長或體積控制來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格密度的調(diào)整。

邊長控制是通過指定網(wǎng)格單元的最大或最小邊長來控制，適用于具有高曲率或局部重要區(qū)域的結(jié)構(gòu)。

體積控制是通過指定網(wǎng)格單元的最大或最小體積來控制，適用于需要更加均勻網(wǎng)格分布的結(jié)構(gòu)。

三、ANSYS網(wǎng)格劃分實(shí)戰(zhàn)教學(xué)

1、準(zhǔn)備幾何模型 在進(jìn)行網(wǎng)格劃分之前，首先需要準(zhǔn)備待仿真的幾何模型。

在ANSYS中，可以導(dǎo)入各種3D CAD模型，包括STL、IGES、STEP等格式。

2、導(dǎo)入幾何體，今天的劃分模型為彎管，模型如下：

3、使用Ansys Workbench默認(rèn)網(wǎng)格設(shè)置對其進(jìn)行劃分：

根據(jù)結(jié)構(gòu)的特征和仿真要求選擇合適的劃分方式和網(wǎng)格密度控制方法。默認(rèn)的網(wǎng)格有六面體單元和三棱柱單元。此模型是一個可掃掠的幾何體，所以可以生成全六面體網(wǎng)格。

4、利用mesh識別，自動或者手動來指定源面和目標(biāo)面。利用面網(wǎng)格對局部面進(jìn)行網(wǎng)格加密。

目前生成的網(wǎng)格均為六面體單元網(wǎng)格，厚度方向上有三層網(wǎng)格。但是在圓周方向上的網(wǎng)格還是太疏。

5、添加網(wǎng)格尺寸，類型改成網(wǎng)格數(shù)量，然后選擇圓環(huán)面的兩條邊，進(jìn)行網(wǎng)格劃分：

6、最后看看網(wǎng)格質(zhì)量怎么樣，下表可以看出來，彎管的網(wǎng)格劃分質(zhì)量還是比較高的

四、Ansys網(wǎng)格劃分練習(xí)模型

這里我給大家準(zhǔn)備了初級-進(jìn)階-高級三個難度的網(wǎng)格劃分聯(lián)系模型，希望大家可以按照學(xué)習(xí)的網(wǎng)格劃分操作步驟一步一步嘗試，遇到什么問題可以在評論區(qū)或者群里一起討論，進(jìn)群方法我放在后面。

下載鏈接：ANSYS結(jié)構(gòu)分析網(wǎng)格劃分練習(xí)模型.rar

最后推薦一個在我學(xué)習(xí)網(wǎng)格劃分時對我?guī)椭艽蟮恼n程，如果需要可以去看看：

ANSYS Mesh網(wǎng)格劃分教程——隨波逐流（8小時25分鐘 | 共19章節(jié)）

課程內(nèi)容包括了ansys mesh綜述、全局參數(shù)設(shè)置、局部參數(shù)設(shè)置、邊界層處理方式、各種網(wǎng)格劃分的注意事項和處理方法等，是學(xué)習(xí)ansys網(wǎng)格劃分非常好用的課程。

我建了一個Ansys結(jié)構(gòu)分析的學(xué)習(xí)交流群，群里學(xué)習(xí)氛圍很好，如果有一起學(xué)習(xí)的小伙伴可以掃碼加我，我拉你進(jìn)群：