ABAQUS之網格劃分技術

前言

目前專業的有限元前處理軟件估計很多從事CAE分析的工程師都比較清楚。當前比較主流的前處理軟件是Altair公司的hypermesh,以及ANSA。但是今天要講的是abaqus/CAE里面的前處理。作為專業、大型、通用的CAE分析軟件,abaqus/CAE的前處理功能也算上是十分強大了。其網格劃分技術主要有自上而下的網格劃分以及自下而上的網格劃分技術。如果掌握這兩個分網技術,那么在abaqus/CAE中的前處理也就簡單的多了。

在自上而下的分網技術中,abaqus/CAE中的分網技術有:自由分網技術、結構化分網技術、掃略分網技術。

自由分網技術

對于二維區域使用自由分網技術,主要有四邊形單元、四邊形為主三角形作為過渡.三角形單元。

ABAQUS之網格劃分技術的圖1

四邊形單元

ABAQUS之網格劃分技術的圖2

四邊形主,三角形為過渡


ABAQUS之網格劃分技術的圖3

三角形單元

對于三維區域模型采用自由分網技術,可用的單元類型為四面體單元,如果網格不是太粗糙,利用四面體單元可以為任意的幾何體劃分單元。

ABAQUS之網格劃分技術的圖4

四面體單元

結構化分網技術

結構化的網格劃分技術使用簡單的、預定義的網格拓撲關系劃分網格。Abaqus將規則形狀區域的網格,比如正方形或立方體,變換到需要進行網格劃分的幾何體。此外,結構化的網格劃分通常給出了對網格的最大的控制。主要是采用六面體單元進行網格劃分。

ABAQUS之網格劃分技術的圖5

六面體結構化分網技術

掃略分網技術

網格在區域的一個表面被創建,該表面被稱為源面。網格中的節點沿著連接面,一次拷貝一個單元層,直到達到目標面。Abaqus自動選擇源和目標面。

ABAQUS之網格劃分技術的圖6

但是在使用掃略分網技術的時候,必須滿足以下條件:

1.源面可以由多個面組成,但目標面只能由一個面組成

2.連接面可以由多個面組成

3.在源面中,相鄰面之間的二面角不能和180°相差太遠。

ABAQUS之網格劃分技術的圖7

ABAQUS之網格劃分技術的圖8

上述是一些基本分網技術,可以對一些簡單的結構進行分網,遇到稍微復雜的模型怎么辦呢?

辦法肯定是有的!我們來看看如何用我們上面的分網技術對一個復雜的活塞進行有限元模型的建立。

ABAQUS之網格劃分技術的圖9

對于這個活塞模型,我們可以看到外面一層的結構是不能用六面體將它劃分的。這時候,我們可以使用分區的手段對不能劃分成六面體單元進行分區。

ABAQUS之網格劃分技術的圖10

ABAQUS之網格劃分技術的圖11

ABAQUS之網格劃分技術的圖12

自下而上的分網技術

上述網格劃分采用的是自上而下的網格劃分技術。對于一些特殊的結構,采用自下而上的分網技術,往往更加便捷。

ABAQUS之網格劃分技術的圖13

以下,以一個輪轂為例,并結合兩種劃分技術進行說明。

ABAQUS之網格劃分技術的圖14

對六塊區域采用自下而上的分網技術,得到一個六面體單元的輪轂模型。

ABAQUS之網格劃分技術的圖15

通過上述的介紹,我們對abaqus/CAE前處理的網格劃分技術,相信有了一個新的認識。那就是abaqus除了進行非線性力學計算外,還具有強大的前處理功能。趕緊去試試這個強大的功能吧!

來源: CAE仿真軟件

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