ANSYS Workbench平臺的Meshing模塊是一個具多種多樣的網格設置及調整功能的工具，總體上來說其主要包括Generation of Contact Elements（接觸單元的生成）、RenamingMesh Control Tools（重命名網格控制工具）、Mesh Numbering（網格編號）、Mesh Editing（網格編輯）及CreatingSection Planes（創建平面截面）五種功能，這些功能對提高網格劃分質量及網格編輯提供了方便快捷的途徑，雖然相比ANSA、HyperMesh等專業的網格劃分工具，其功能稍遜色一些，但是完全能夠滿足使用者對劃分完的網格進行設置及調整，已達到提高網格質量的目的。在網格的劃分階段，往往需要對劃分好的網格模型中的局部網格進行微調整，以提高局部或者個別網格的質量，在新版本ANSYS Workbench平臺的Meshing模塊中提供了Mesh Editing（網格編輯）工具，能快速對網格中的節點進行調整。

一、Mesh Editing（網格編輯）介紹

Mesh Editing（網格編輯）工具使您能夠改進或改進網格的質量，并更有效地為具有多個部分的大型模型創建連續的，適形的網格。您可以移動單個節點，將節點合并在一起，匹配節點，或使用網格連接來連接拓撲上斷開的表面體和實體的網格。如果兩個不同部分的節點是一致的（在同一位置有重復的節點），則合并節點來加入它們就更快。如果節點位于不同位置，則應使用網格連接或接觸設置進行匹配。

單值得注意的是：MeshConnections（網格連接）工具僅對薄殼類幾何體有效；Contact Matches（網格匹配）工具僅對實體網格有效；Node Move（網格移動）和Node Merge（網格合并）兩個工具對實體網格、薄殼幾何網格和線網格均有效。

本文將對MeshConnections（網格連接）、Node Move（網格移動）和Node Merge（網格合并）三方面通過一個案例進行講解。

二、插入Mesh Connections（網格連接）工具命令

下面通過如圖1所示模型對網格連接的方法進行簡單介紹。

圖1  模型

Step1：啟動ANSYS Workbench 18，進入主界面。

Step2：雙擊主界面Toolbox（工具箱）中的AnalysisSystems→Static Structural（靜力分析）選項，即可在Project Schematic（項目管理區）創建分析項目A，如圖2所示。

圖2  創建分析項目A

Step3：雙鍵單擊項目A中的A2（Geometry），進入DesignModeler建模平臺，依次選擇菜單欄中的Units→Millimeter，設置單位為mm。

Step4：單擊左側Tree Outline窗口下面的XYPlane，在單擊工具欄中的按鈕，此時繪圖平面轉向與屏幕平行。

Step5：單擊Sketching選項卡，切換到草繪界面，單擊Draw→Line命令，然后從坐標原點開始向上繪制一條直線如圖3所示。

圖3  建立幾何

Step6：選擇Dimensions→General，然后單擊剛剛建立的Line，此時在下面的DetailsView詳細設置窗口中出現默認長度的標記，修改長度為40mm，如圖4所示。

圖4  修改長度

Step7：單擊工具欄中的按鈕，此時在Tree outline窗口中出現了Extrude1命令，單擊該命令，在下面彈出的Details view窗口中作如下設置，如圖5所示：

1）在Geometry欄中選中剛剛建立的Sketch1，并單擊Apply按鈕，此時會在Geometry欄右側出“Sketch1”字樣；

2）在Extent Type欄中的ED1,Depth(>0)欄中輸入長度為20mm，其余默認。

Step8：單擊工具欄中的按鈕，此時生成如圖6所示的幾何模型。

   圖5  設置                 圖6  幾何模型

Step9：單擊Tree Outline→XYPlane命令，再工具欄中單擊命令，此時在Tree Outline窗口中出現了Plane4選項，單擊工具欄中的命令即可。

Step10：單擊左側Tree Outline窗口下面的Plane4，在單擊工具欄中的按鈕，此時繪圖平面轉向與屏幕平行。

Step11：單擊Sketching選項卡，切換到草繪界面，單擊Draw→Arc by 3 Points命令，繪制如圖7所示的半圓弧，此時應注意半圓弧的上端點與坐標原點留有一定的間距。

圖7  建立幾何

Step12：選擇Dimensions→Vertical，然后選擇橫坐標和半圓弧的上定點，并修改長度為0.5mm，如圖8所示。

圖8  標注

Step13：選擇Dimensions→Radius，對圓弧進行標注，并修改半徑為5mm，如圖9所示。

圖9  標注

Step14：單擊工具欄中的按鈕，此時在Tree outline窗口中出現了Extrude2命令，單擊該命令，在下面彈出的Details view窗口中作如下設置，如圖10所示：

3）在Geometry欄中選中剛剛建立的Sketch2，并單擊Apply按鈕，此時會在Geometry欄右側出“Sketch2”字樣；

4）在Extent Type欄中的ED1,Depth(>0)欄中輸入長度為20mm，其余默認。

Step15：單擊工具欄中的按鈕，此時生成如圖11所示的幾何模型，此時可以看出兩個幾何中間存在0.5mm的間隙，我們假設該薄殼的厚度均為0.5mm。

    圖10  設置                    圖11  幾何模型

Step16：關閉DesignModeler建模平臺，在Workbench平臺中雙擊A4（Model）進入網格劃分平臺。

Step17：此時在Project→Model(A4)→Geometry前面出現了？，檢查可知，建立的薄殼模型沒有設置厚度，此時選中兩個幾何文件名，在下面彈出的如圖12所示Details of“Multiple Selection”詳細設置對話框中的Thickness欄中輸入0.5mm，其余默認即可。

    圖12  厚度設置

Step18：右鍵選擇Mesh，在彈出的如圖13所示的快捷菜單中依次選擇Insert→Manual MeshConnection選項。

圖13  網格連接設置

Step19：此時在Project→Mesh下面出現了MeshEdit選項，單擊Mesh Edit→Mesh Connection Group→Mesh Connection，在下面彈出的如圖14所示Details of“Mesh Connection”詳細設置窗口中進行設置：

1）在Master Geometry欄中選擇平面薄殼幾何的下端線，單擊Apply；

2）在Slave Geometry欄中選擇半圓弧薄殼幾何的上端線，單擊Apply；

3）將Definition→ToleranceType選項卡中的選項改為Value，表示人工設置接觸偏差值；

4）在Tolerance Value欄中輸入偏差為0.6mm；

5）其余默認，單擊工具欄中的按鈕。

圖14  網格連接設置

Step20：單擊Mesh命令，將顯示如圖15所示網格。

圖15  網格

三、插入Node Move（節點移動）工具命令

Step1：右鍵單擊Outline→Project→Mesh→Insert→Node Move命令如圖16所示，創建節點移動命令。

圖16  節點移動

Step2：單擊工具欄中的命令，將單選功能切換到單選節點命令，單擊如圖17（a）所示節點，此時看一看出被選中的節點被加亮，按17（b）圖箭頭方向所示移動鼠標，此時節點被移動到新的位置。

（a）移動前                    （b）移動后

圖17  節點移動方法

Step3：依次將這一行所有的網格節點都移動到同一水平位置，如圖18所示的。

圖18效果

Step4：單擊工具欄中的按鈕，此時將在繪圖窗口中顯示如圖19所示的被移動的網格節點編號及移動的位置坐標，讀者可以根據座位置進行微調網格，以達到滿足需求。

注意：如果單擊Undo All按鈕，那么所有的移動操作均被取消。

圖19  效果

四、插入Node Merge（節點合并）工具命令

   Step1：單擊工具欄中的MeshEdit下面的Node Merge，如圖20所示；

圖20  Node Merge

Step2：此時在Project→Mesh下面出現了MeshEdit選項，單擊Mesh Edit→Mesh Connection Group→Node Merge，在下面彈出的如圖21所示Details of“Node Merge”詳細設置窗口中進行設置：

6）在Master Geometry欄中選擇平面薄殼幾何的下端線，單擊Apply；

7）在Slave Geometry欄中選擇半圓弧薄殼幾何的上端線，單擊Apply；

8）將Definition→ToleranceType選項卡中的選項改為Value，表示人工設置接觸偏差值；

9）在Tolerance Value欄中輸入偏差為0.5mm；

10）其余默認，單擊工具欄中的按鈕。

圖21  網格合并設置

Step3：單擊Mesh命令，將顯示如圖22所示網格，網格兩個邊上的節點已經被合并。

圖22  網格

五、總結

本文通過對一個不連續幾何的不同類型的接觸設置，實現了網格節點的合并功能，網格的移動及網格節點的連接。

來源： 西莫電機論壇

作者：劉成柱