節(jié)點(diǎn)匹配
關(guān)注創(chuàng)建者：USim 創(chuàng)建時(shí)間：2021-08-03
節(jié)點(diǎn)匹配的視頻教程
章節(jié)一、simufact.welding6.0 焊接仿真分析角焊
simufact.welding焊接仿真軟件，建模分析流程，組件網(wǎng)格不要求節(jié)點(diǎn)匹配，建模高效 技術(shù)鄰：qcwhwang
￥1 41分鐘 547播放
查看
OpenSees精細(xì)化軌道-橋梁耦合振動(dòng)模型建立與分析
主要知識(shí)點(diǎn)： 橫向節(jié)點(diǎn)數(shù)目不匹配的兩種處理方式 矩陣奇異原因：約束不足 MinMax材料本構(gòu) 單向受壓材料ENT TwoNodeLink單元 Concrete02材料本構(gòu)參數(shù)取值 Steel02材料本構(gòu) 理想彈塑性本構(gòu)ElasticPP PS：由于本課程介紹的模型為本人碩士畢業(yè)論文中所用案例，后續(xù)可能用于發(fā)表文章，故不提供完整命令流和Word文檔，僅提供涉及知識(shí)點(diǎn)的代碼，介意勿拍。
￥47 47分鐘 365播放
查看
節(jié)點(diǎn)匹配的實(shí)例教程
接觸分析中，節(jié)點(diǎn)對(duì)齊可以提高收斂性、收斂速度以及計(jì)算精度，在一些前處理專(zhuān)用軟件中實(shí)現(xiàn)不同Part接觸面的節(jié)點(diǎn)匹配非常容易，但是在Abaqus中比較困難。
Abaqus提供了同一個(gè)Part相同形狀面之間的網(wǎng)格復(fù)制（Edit Mesh→Copy Mesh Pattern），可以實(shí)現(xiàn)面-面周期性網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)強(qiáng)制匹配，這個(gè)功能在RVE分析中比較常用，但是不同Part之間如何做呢？
不同Part接觸面的網(wǎng)格強(qiáng)制匹配
在Abaqus中，可以通過(guò)一種非常規(guī)的操作技巧來(lái)實(shí)現(xiàn)接觸面網(wǎng)格（節(jié)點(diǎn)）強(qiáng)制匹配，該方法類(lèi)似于在XEFM分析中插入裂縫。
比如這個(gè)案例中，需要計(jì)算橫向拉力作用下連接件和墊圈之間的接觸壓力，我們可以采用三種前處理方式做個(gè)比較。
連接件和墊圈接觸壓力計(jì)算
不匹配網(wǎng)格
按默認(rèn)設(shè)置劃分各個(gè)部件的網(wǎng)格
不匹配網(wǎng)格+3D面Smoothing
按默認(rèn)設(shè)置劃分各個(gè)部件的網(wǎng)格
接觸對(duì)中設(shè)置Surface Smoothing
強(qiáng)制匹配網(wǎng)格
Assembly模塊，使用布爾操作合并part，并保留交界面
Interaction模塊，使用Special→Assign Seams拾取交界面
Interaction模塊，使用2中創(chuàng)建好的Seam定義接觸對(duì)，主從面分別為其兩個(gè)側(cè)面
Mesh模塊，為被合并部件劃分網(wǎng)格，節(jié)點(diǎn)被強(qiáng)制對(duì)齊
處理完的網(wǎng)格如下圖所示：
三種前處理方式
三個(gè)模型求解的運(yùn)行時(shí)間分別為25s、20s、19s，計(jì)算結(jié)果表明，后兩種方式在應(yīng)力、應(yīng)變、位移、接觸開(kāi)度、接觸壓力以及變形（變形放大系數(shù)統(tǒng)一為100）等方面的結(jié)果都非常相近，比第一種方式合理。
展開(kāi) 圖1 模態(tài)測(cè)試的試驗(yàn)件及支撐狀態(tài)
圖2 NTS.LAB DSA數(shù)據(jù)采集軟件界面
試驗(yàn)完成后，將測(cè)得頻響函數(shù)發(fā)送至NTS.LAB Analysis中，采用試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析模塊進(jìn)行模態(tài)參數(shù)識(shí)別，如圖3所示，識(shí)別出電路板的前10階模態(tài)參數(shù)列表如表1所示，對(duì)應(yīng)的振型如圖4所示：
圖3 NTS.LAB Analysis參數(shù)識(shí)別過(guò)程中的極點(diǎn)穩(wěn)態(tài)圖
表 1 識(shí)別出的模態(tài)參數(shù)
圖4 NTS.LAB Analysis識(shí)別出的模態(tài)振型
2.2 有限元模態(tài)分析
采用實(shí)體單元建立電路板的有限元網(wǎng)格模型，單元個(gè)數(shù)為27247，自由度數(shù)為331284，如圖5所示：
圖5 電路板有限元網(wǎng)格模型
由于復(fù)合材料的理論參數(shù)未知，臨時(shí)設(shè)置材料屬性參數(shù)：楊氏模量為147GPa、密度為7800kg/m3、泊松比為0.3，采用有限元軟件計(jì)算得到結(jié)構(gòu)模態(tài)，其中前6階模態(tài)為剛體模態(tài)，不做展示，第7~16階的模態(tài)參數(shù)如下：
圖6 有限元計(jì)算模態(tài)
2.3 模型修正
（1）相關(guān)分析
將有限元網(wǎng)格模型數(shù)據(jù)和試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析結(jié)果導(dǎo)入漢航NTS.LAB Link軟件中，使用軟件中動(dòng)力學(xué)模塊重新計(jì)算有限元模型的結(jié)構(gòu)模態(tài)（頻率設(shè)置大于1），在相關(guān)分析模塊中進(jìn)行幾何模型匹配和節(jié)點(diǎn)匹配，結(jié)果如下：
圖7 試驗(yàn)?zāi)Ｐ团c有限元模型匹配前后對(duì)比
圖8 測(cè)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)匹配結(jié)果
在節(jié)點(diǎn)匹配準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上，進(jìn)行模態(tài)匹配和相關(guān)性分析，頻率匹配結(jié)果如表2所示，MAC矩陣的三維圖如圖9所示，振型匹配情況如圖10所示：
表2 修正前模態(tài)匹配結(jié)果
圖 9 試驗(yàn)與有限元前10階結(jié)構(gòu)模態(tài)的MAC圖
圖10 前10階模態(tài)振型匹配結(jié)果
（2）模型修正
通過(guò)模態(tài)相關(guān)分析可知，有限元模態(tài)頻率與試驗(yàn)?zāi)B(tài)頻率的偏差較大
展開(kāi) 圖4 艙段20mm尺寸有限元網(wǎng)格建模
表2 艙段B不同網(wǎng)格類(lèi)型模態(tài)計(jì)算結(jié)果
對(duì)上述網(wǎng)格進(jìn)行節(jié)點(diǎn)匹配，如圖5所示，對(duì)相應(yīng)階次模態(tài)進(jìn)行相關(guān)性分析，得到各階模態(tài)MAC如圖6所示。
圖5 振型相關(guān)性節(jié)點(diǎn)匹配
圖6 兩種建模網(wǎng)格前六階模態(tài)振型云圖
5 結(jié)束語(yǔ)
本文首先利用MSC.Apex軟件對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行二階四面體單元網(wǎng)格自動(dòng)劃分，通過(guò)與手工建立的六面體網(wǎng)格模型對(duì)比，發(fā)現(xiàn)模態(tài)頻率結(jié)果和計(jì)算效率均較為接近，驗(yàn)證其建模有效性，可在部分場(chǎng)合替代人工六面體建模。介紹了單元拼接建模，對(duì)某些結(jié)構(gòu)進(jìn)行二階四面體和六面體網(wǎng)格拼接，通過(guò)模態(tài)頻率和模態(tài)振型兩個(gè)方面驗(yàn)證建模的工程實(shí)用性，該方法具備四面體建模的快速性和六面體建模的可編輯性，可在工程應(yīng)用中推廣使用。
參考文獻(xiàn)
[1] 王國(guó)輝,曾杜娟,劉觀日,等.中國(guó)下一代運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展方向與關(guān)鍵技術(shù)分析[J].宇航總體技術(shù),2021,5(5):11.
[2] 楊瑞生,陳友偉,王婧超,等.商業(yè)化液體火箭箭體結(jié)構(gòu)低成本快捷制造技術(shù)[J].深空探測(cè)學(xué)報(bào)(中英文),2021,8(1):10.
[3] 孫丹,毛玉明,狄文斌,等.運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J].中國(guó)航天,2022(9):26-30.
[4] 王瑞,高曙明,吳海燕.六面體網(wǎng)格生成和優(yōu)化研究進(jìn)展[J].計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào),2020,32(5):16.
[5] 張鴻慶,王鳴.有限元的數(shù)學(xué)理論[M].北京:科學(xué)出版社,1991.
[6] 史治宇.變分原理及有限元[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2016.
[7] MacNeal-S chwendlerCo.MSC/NASTRAN quick reference guide version 70[M].1997.
展開(kāi) 在三部分（頂蓋，上片和下片）接觸處的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)都是自由劃分的，在Hypermesh中完成該網(wǎng)格的劃分只需要幾個(gè)簡(jiǎn)單的步驟。導(dǎo)入之后，設(shè)置一個(gè)網(wǎng)格尺寸，就可以進(jìn)行thin solid的總體六面體網(wǎng)格自動(dòng)劃分，五分鐘內(nèi)完成。最后分別導(dǎo)出成網(wǎng)格文件，導(dǎo)入進(jìn)Simufact.welding中。而對(duì)于四條焊縫的網(wǎng)格，則是在Simufact.welding中自動(dòng)生成的。
眾所周知，網(wǎng)格對(duì)于有限元計(jì)算是至關(guān)重要的，不僅關(guān)系到結(jié)果的精確度，更直接的會(huì)導(dǎo)致計(jì)算是否收斂，能否正常結(jié)束的問(wèn)題。所以，在焊接計(jì)算中，往往前處理劃分網(wǎng)格、焊接的設(shè)置及夾具的添加等等會(huì)占用很多時(shí)間。而Simufact.welding軟件的兩個(gè)優(yōu)勢(shì)，一個(gè)是網(wǎng)格不需要節(jié)點(diǎn)匹配，另一個(gè)是焊接網(wǎng)格的自動(dòng)生成，能夠極大地提高前處理所占用的時(shí)間，具有很明顯的應(yīng)用價(jià)值。
在完成所有的前處理工作后，如下圖所示，這里我就不重復(fù)軟件操作的過(guò)程了，大家對(duì)軟件操作有疑問(wèn)的可以參考我發(fā)的另一個(gè)關(guān)于基礎(chǔ)操作教程的帖子。
在計(jì)算中，開(kāi)啟網(wǎng)格自動(dòng)的細(xì)化和粗化。
在Intel Core i7處理器上采用兩個(gè)核并行計(jì)算，計(jì)算總時(shí)間為1h20min（設(shè)置好之后提交電腦進(jìn)行計(jì)算，然后看一集電視劇的功夫就可以回來(lái)看結(jié)果啦~ ）。如下圖的溫度和變形的結(jié)果：
變形的結(jié)果中，顯示了夾具的作用力的方向。及焊接完成后，有一段的自由冷卻時(shí)間，將夾具等邊界條件進(jìn)行卸載，查看自由狀態(tài)下的變形情況。
仿真軟件只是一把尺子，是一個(gè)工具，它能夠再現(xiàn)虛擬工藝設(shè)計(jì)，查看到原本很難發(fā)現(xiàn)的一些變化的趨勢(shì)，將其定格放大。因此，操作的簡(jiǎn)便性和結(jié)果的直觀性應(yīng)是現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域選擇軟件的首要基本點(diǎn)，這也正是Simufact.welding這一軟件的優(yōu)勢(shì)。而對(duì)于得到結(jié)果以后該如何進(jìn)行優(yōu)化和分析，從而對(duì)實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生指導(dǎo)建議，則是仿真工程師們的任務(wù)了。
展開(kāi) 對(duì)于對(duì)邊長(zhǎng)度不等的四邊形區(qū)域劃分四邊形網(wǎng)格可取消勾選map 后面的size 和skew，
并勾選link opposite edges（關(guān)聯(lián)對(duì)邊節(jié)點(diǎn)數(shù)）。
2）First / second order:可以選擇一階或者二階單元——也就是是否產(chǎn)生高階單元
2.rule——十分好用的2d網(wǎng)格劃分
用網(wǎng)格單元連接兩排節(jié)點(diǎn)，左側(cè)兩個(gè)黃色按鈕用于選擇兩排節(jié)點(diǎn)，通過(guò)路徑
選擇比較方便。可在右側(cè)選擇是否生成surf。此功能可用于連接空隙或填補(bǔ)圓孔，
比較常用。
需要刻意注意的就是rule在網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)匹配的時(shí)候是按照show node orde來(lái)匹配的所以在選擇節(jié)點(diǎn)是要有一一對(duì)應(yīng)的這個(gè)思想。
3.drag：顧名思義拉伸，但是感覺(jué)拉伸單元好像沒(méi)啥意義容易出問(wèn)題，反而是拉伸幾何——實(shí)際上按照節(jié)點(diǎn)拉伸就是單元反而比較好
選擇drag geoms節(jié)點(diǎn)拉伸按照n1到n2拉伸，同時(shí)選擇保留網(wǎng)格刪除幾何面即可。
4.Spline
使用 Spline 面板創(chuàng)建殼網(wǎng)格和/或曲面。網(wǎng)格和曲面可以是 使用節(jié)點(diǎn)、點(diǎn)或線創(chuàng)建。還可以使用 Spline （樣條） 面板創(chuàng)建網(wǎng)格 沒(méi)有表面，或沒(méi)有網(wǎng)格的表面。
需要多條線、多節(jié)點(diǎn)或多點(diǎn)。使用這些線創(chuàng)建網(wǎng)格和/或表面。可以按任意順序選擇線或節(jié)點(diǎn)。在創(chuàng)建網(wǎng)格/表面時(shí)確定正確的順序。
創(chuàng)建樣條曲面時(shí)可以選擇的線、點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)的數(shù)量沒(méi)有限制。您可以使用一條線或十條線創(chuàng)建網(wǎng)格（當(dāng)然，嘗試使用一條直線創(chuàng)建曲面是沒(méi)有用的。要從一條線創(chuàng)建曲面，該線必須是彎曲的）。您可以選擇一組不形成閉合環(huán)的線、點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)。斷開(kāi)連接的實(shí)體通過(guò)直線連接，并在由所選實(shí)體和構(gòu)造的線形成的邊界內(nèi)創(chuàng)建樣條曲面和/或網(wǎng)格。
展開(kāi) 
節(jié)點(diǎn)匹配的相關(guān)專(zhuān)題、標(biāo)簽、搜索
節(jié)點(diǎn)匹配的最新內(nèi)容
多晶塑性任意復(fù)雜網(wǎng)格周期性邊界的施加3個(gè)月前
為了滿足這一點(diǎn)，建模時(shí)往往需要：在幾何上確保邊界嚴(yán)格對(duì)齊；在網(wǎng)格上強(qiáng)制生成周期匹配節(jié)點(diǎn)；甚至為滿足配對(duì)而犧牲局部網(wǎng)格質(zhì)量。
對(duì)多晶模型而言，這帶來(lái)一個(gè)典型問(wèn)題：邊界鋸齒形。當(dāng)晶粒形貌復(fù)雜、晶界曲折或需要局部加密網(wǎng)格時(shí)，為了保持對(duì)邊節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)，邊界常被迫變成“階梯狀”的幾何近似。
某器件電路板的模型修正11個(gè)月前
，結(jié)果如下：
圖7 試驗(yàn)?zāi)Ｐ团c有限元模型匹配前后對(duì)比
圖8 測(cè)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)匹配結(jié)果
在節(jié)點(diǎn)匹配準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上，進(jìn)行模態(tài)匹配和相關(guān)性分析，頻率匹配結(jié)果如表2所示，MAC矩陣的三維圖如圖9所示，振型匹配情況如圖10所示：
表2 修正前模態(tài)匹配結(jié)果
圖 9 試驗(yàn)與有限元前10階結(jié)構(gòu)模態(tài)的MAC圖
圖10 前10階模態(tài)振型匹配結(jié)果
（2
需要刻意注意的就是rule在網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)匹配的時(shí)候是按照show node orde來(lái)匹配的所以在選擇節(jié)點(diǎn)是要有一一對(duì)應(yīng)的這個(gè)思想。
3.drag：顧名思義拉伸，但是感覺(jué)拉伸單元好像沒(méi)啥意義容易出問(wèn)題，反而是拉伸幾何——實(shí)際上按照節(jié)點(diǎn)拉伸就是單元反而比較好
選擇drag geoms節(jié)點(diǎn)拉伸按照n1到n2拉伸，同時(shí)選擇保留網(wǎng)格刪除幾何面即可。
電池盒框架幾何模型（左-原始模型，右-簡(jiǎn)化模型）
利用Simufact Welding進(jìn)行焊接仿真建模，可以采用焊縫附近網(wǎng)格細(xì)化，遠(yuǎn)離焊縫附近的網(wǎng)格可以使用較粗的網(wǎng)格，相鄰結(jié)構(gòu)無(wú)需網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)匹配，這樣可以降低整體模型的網(wǎng)格數(shù)量，如下圖所示為網(wǎng)格劃分模型，整個(gè)模型包含的節(jié)點(diǎn)總數(shù)為1020454，單元總數(shù)為698704。
改進(jìn)了 3D 流動(dòng)分析的溫度計(jì)算
在 Moldflow 2025 版本中，會(huì)調(diào)整節(jié)點(diǎn)處開(kāi)始的 3D 流動(dòng)溫度計(jì)算，以更好地匹配節(jié)點(diǎn)處的流動(dòng)前沿。此調(diào)整的影響對(duì)于厚度變化較大的模型最為明顯，在這些模型中，您可能會(huì)看到計(jì)算的溫度可能會(huì)降低過(guò)度的溫度下降。對(duì)于某些模型，此更改將導(dǎo)致預(yù)測(cè)的注射壓力較低，并且與先前的 Moldflow 版本相比，預(yù)測(cè)的流動(dòng)前沿溫度范圍更窄。
重工行業(yè)結(jié)構(gòu)件較大、多層多道焊、焊縫較長(zhǎng)、壁厚較厚等特點(diǎn)，不太適合使用殼單元，針對(duì)此特點(diǎn)Simufact Welding具有專(zhuān)業(yè)的實(shí)體-殼網(wǎng)格，在求解過(guò)程中考慮壁厚的溫度、內(nèi)應(yīng)力、外載荷等的作用，焊縫附近網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)無(wú)需匹配，焊接過(guò)程中可以自動(dòng)細(xì)化粗化，多種快速算法加速求解效率。既能保證求解的精度，又能保證求解效率。
（1）模型相關(guān)性分析
NTS.LAB Link支持通過(guò)旋轉(zhuǎn)、縮放、平移和坐標(biāo)映射四種坐標(biāo)方式變換方法，完成測(cè)試模型與有限元模型的模型對(duì)齊和節(jié)點(diǎn)匹配，如圖1和圖2所示。
所以，在網(wǎng)格劃分時(shí)，需要考慮粘接面之間網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的匹配性，以準(zhǔn)確模擬部件連接方式。
圖5 網(wǎng)格剖分和局部單元精細(xì)控制
4）部件連接關(guān)系定義
在Simdroid中使用面面粘接、點(diǎn)面耦合等方式近似模擬印制電路板中各器件的連接關(guān)系。
)相匹配來(lái)達(dá)到它的最大功率點(diǎn)。
圖4 艙段20mm尺寸有限元網(wǎng)格建模
表2 艙段B不同網(wǎng)格類(lèi)型模態(tài)計(jì)算結(jié)果
對(duì)上述網(wǎng)格進(jìn)行節(jié)點(diǎn)匹配，如圖5所示，對(duì)相應(yīng)階次模態(tài)進(jìn)行相關(guān)性分析，得到各階模態(tài)MAC如圖6所示。
