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有限元網格剖分 (轉自中科大有限元論壇)
有限元網格剖分
1. 引言
有限元法是求解復雜工程問題的一種近似數值解法,現已廣泛應用到
力學、熱學、電磁學等各個學科,主要分析工作環境下物體的線性和
非線性靜動態特性等性能。
有限元法求解問題的基本過程主要包括:分析對象的離散化-有限元
求解-計算結果的處理三部分。
曾經有人做過統計:三個階段所用的時間分別占總時間的40%~50%、
5%及50%~55%。也就是說,當利用有限元分析對象時,主要時間是用
于對象的離散及結果的處理。如果采用人工方法離散對象和處理計算
結果,勢必費力、費時且極易出錯,尤其當分析模型復雜時,采用人
工方法甚至很難進行,這將嚴重影響高級有限元分析程序的推廣和使
用。因此,開展自動離散對象及結果的計算機可視化顯示的研究是一
項重要而緊迫的任務。
可喜的是,隨著計算機及計算技術的飛速發展,出現了開發對象的自
動離散及有限元分析結果的計算機可視化顯示的熱潮,使有限元分析
的“瓶頸”現象得以逐步解決,對象的離散從手工到半自動到全自動,
從簡單對象的單維單一網格到復雜對象的多維多種網格單元,從單材
料到多種材料,從單純的離散到自適應離散,從對象的性能校核到自
動自適應動態設計/分析,這些重大發展使有限元分析擺脫了僅為性能
校核工具的原始階段,計算結果的計算機可視化顯示從簡單的應力、
位移和溫度等場的靜動態顯示、彩色調色顯示一躍成為對受載對象可
能出現缺陷(裂紋等)的位置、形狀、大小及其可能波及區域的顯示等,
這種從抽象數據到計算機形象化顯示的飛躍是現在甚至將來計算機集
成設計/分析的重要組成部分。
2. 有限元分析對網格剖分的要求
有限元網格生成就是將工作環境下的物體離散成簡單單元的過程,常
用的簡單單元包括:一維桿元及集中質量元、二維三角形、四邊形元
和三維四面體元、五面體元和六面體元。他們的邊界形狀主要有直線
型、曲線型和曲面型。
展開 有限元網格剖分方法概述
大多數實體造型系統都采用樹形數據結構進行幾何及拓撲描述,在此基礎之上,Yerry等提出了“修正的八叉樹”法等有限元網格生成算法?;凇靶拚陌瞬鏄洹狈ǖ目臻g編碼法在問題域內部容易生成高質量的單元,但是邊界單元需要進一步處理,以免因質量太差而不適合有限元分析??臻g編碼法有兩個本質屬性即階梯結構和空間可訪問性可以實現與實體造型系統的集成,并且客易精整網格質量。
雖然有限四(八)叉樹方法已經取得了相當大的成功, 它適用于任何復雜的二維和三維區域問題, 而且算法效率幾乎與單元節點數呈線性增長, 其網格生成易于實現密度控制, 易于進行自適應分析, 也易于同實體造型系統相結合, 但其缺點也是明顯的, 所生成網格與所選擇的初始柵格及其取向有關, 網格邊界單元質量差, 程序實現相當復雜, 所需內存較大, 不利于實現并行處理等。
文章來源:正脈科工CAE
展開 有限元網格剖分原理
引言
有限元法是求解復雜工程問題的一種近似數值解法,現已廣泛應用到力學、熱學、電磁學等各個學科,主要分析工作環境下物體的線性和非線性靜動態特性等性能。
有限元法求解問題的基本過程主要包括:分析對象的離散化?有限元求解?計算結果的處理三部分。
曾經有人做過統計:三個階段所用的時間分別占總時間的40%~50%、5%及50%~55%。也就是說,當利用有限元分析對象時,主要時間是用于對象的離散及結果的處理。如果采用人工方法離散對象和處理計算結果,勢必費力、費時且極易出錯,尤其當分析模型復雜時,采用人工方法甚至很難進行,這將嚴重影響高級有限元分析程序的推廣和使用。因此,開展自動離散對象及結果的計算機可視化顯示的研究是一項重要而緊迫的任務。
可喜的是,隨著計算機及計算技術的飛速發展,出現了開發對象的自動離散及有限元分析結果的計算機可視化顯示的熱潮,使有限元分析的“瓶頸”現象得以逐步解決,對象的離散從手工到半自動到全自動,從簡單對象的單維單一網格到復雜對象的多維多種網格單元,從單材料到多種材料,從單純的離散到自適應離散,從對象的性能校核到自動自適應動態設計/分析,這些重大發展使有限元分析擺脫了僅為性能校核工具的原始階段,計算結果的計算機可視化顯示從簡單的應力、位移和溫度等場的靜動態顯示、彩色調色顯示一躍成為對受載對象可能出現缺陷(裂紋等)的位置、形狀、大小及其可能波及區域的顯示等,這種從抽象數據到計算機形象化顯示的飛躍是現在甚至將來計算機集成設計/分析的重要組成部分。
2. 有限元分析對網格剖分的要求 有限元網格生成就是將工作環境下的物體離散成簡單單元的過程,常用的簡單單元包括:一維桿元及集中質量元、二維三角形、四邊形元和三維四面體元、五面體元和六面體元。他們的邊界形狀主要有直線型、曲線型和曲面型。
展開 有限元網格剖分原理(轉帖)
有限元網格剖分原理:
1. 引言
有限元法是求解復雜工程問題的一種近似數值解法,現已廣泛應用到力學、熱學、電磁學等各個學科,主要分析工作環境下物體的線性和非線性靜動態特性等性能。
有限元法求解問題的基本過程主要包括:分析對象的離散化?有限元求解?計算結果的處理三部分。
曾經有人做過統計:三個階段所用的時間分別占總時間的40%~50%、5%及50%~55%。也就是說,當利用有限元分析對象時,主要時間是用于對象的離散及結果的處理。如果采用人工方法離散對象和處理計算結果,勢必費力、費時且極易出錯,尤其當分析模型復雜時,采用人工方法甚至很難進行,這將嚴重影響高級有限元分析程序的推廣和使用。因此,開展自動離散對象及結果的計算機可視化顯示的研究是一項重要而緊迫的任務。
可喜的是,隨著計算機及計算技術的飛速發展,出現了開發對象的自動離散及有限元分析結果的計算機可視化顯示的熱潮,使有限元分析的“瓶頸”現象得以逐步解決,對象的離散從手工到半自動到全自動,從簡單對象的單維單一網格到復雜對象的多維多種網格單元,從單材料到多種材料,從單純的離散到自適應離散,從對象的性能校核到自動自適應動態設計/分析,這些重大發展使有限元分析擺脫了僅為性能校核工具的原始階段,計算結果的計算機可視化顯示從簡單的應力、位移和溫度等場的靜動態顯示、彩色調色顯示一躍成為對受載對象可能出現缺陷(裂紋等)的位置、
形狀、大小及其可能波及區域的顯示等,這種從抽象數據到計算機形象化顯示的飛躍是現在甚至將來計算機集成設計/分析的重要組成部分。
2. 有限元分析對網格剖分的要求 有限元網格生成就是將工作環境下的物體離散成簡單單元的過程,常用的簡單單元包括:一維桿元及集中質量元、二維三角形、四邊形元和三維四面體元、五面體元和六面體元。他們的邊界形狀主要有直線型、曲線型和曲面型。
展開 
有限元網格剖分算法和網格優化資料
提供兩篇文章,一篇講剖分算法,一篇講網格優化
qmorph.pdf
An approach to combined Laplacian and optimization-based smoothing for triangula.pdf
周期性瞬態導熱有限元計算網格剖分規則研究
流固耦合
周期性瞬態導熱有限元計算網格剖分規則研究.pdf
內燃機機體內冷卻水腔的三維精確建模.pdf
ANSYS APDL參數化有限元分析技術 附有限元分析ANSYS理論與應用下載
同時,以APDL為基礎,用戶還可以開發專用有限元分析程序,或者編寫經常重復使用的功能小程序,保存成宏文件以供用戶隨時調用或創建成按鈕放在工具條上。另外,APDL也是ANSYS設計優化的基礎,只有創建參數化的分析流程才能對其中的設計參數執行優化改進,達到最優化設計。
APDL程序設計語言與其它編程語言一樣,具有參數、數組表達式、函數、流程控制(循環與分支)、縮寫、宏以及用戶程序等。其中命令執行中所使用到的參數可以被賦值為確定值,也可以通過表達式或參數的方式進行賦值。
圖3 ANSYS APDL 分支結構
下載地址:有限元分析ANSYS理論與應用下載
展開 濟南有限元a
濟南有限元ANSYS培訓
短期有限元基礎培訓,300元周末兩天。
基于流體壓力的橡膠圈密封有限元仿真分析方法--ANSYS Workbench有限元分析方法--橡膠密封方法
2.網格在接觸位置加密,其余位置不用加密,網格如圖所示
這些參數在ANSYS Workbench中都有詳細的說明和設置方法,可以根據實際情況進行調整。
五、結果展示
經過模擬計算,我們得到了橡膠圈的位移結果圖。
從圖中可以清晰地看到橡膠圈在受到壓縮和流體壓力作用下的變形情況。這些結果為我們提供了寶貴的參考信息,有助于我們更好地理解和優化橡膠圈密封的設計。
運動和壓縮變形效果
局部放大圖展示流體壓力的擠壓效果
六、總結與展望
通過ANSYS Workbench的有限元分析,我們成功地對橡膠圈密封進行了精確的模擬和計算。這不僅讓我們對橡膠圈密封的工作原理有了更深入的了解,還為我們提供了優化設計的方向。在未來的工作中,我們將繼續利用這一強大的工具,為更多的工業設備提供可靠的密封解決方案。
微信公眾號:CAE_ANSYS
歡迎關注我的頁面 http://www.yqgqt.org.cn/z/290258 查看你感興趣的文章和視頻
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如有項目合作歡迎聯系個人微信號 大龍貓:fwz0703 ,微信公眾號:CAE_ANSYS ,主要應用方向為ANSYS Workbench界面下的各個模塊的使用.
展開 Matlab做有限元分析并與ANSYS對比 附Matlab有限元結構動力學分析與工程應用徐斌下載
本文與 Ansys的計算結果做了比較,如圖7所示。其中,除 Ansys模型約東處由于應力集中與本文方法差距較大之外,其他位置解相一致,如應力最大值利用 Matlab求解結果為89.968MPa, Ansys模型為89.616MPa,兩者基本一致。
圖7
總結
結合Matlab-GUI編程學習彈性力學,以圖形方式展示求解結果,可以在一定程度上減小彈性力學問題求解的繁瑣過程。同時,在自主完成編寫彈性力學求解系統的過程中,可形成對彈性力學基本概念、求解思路,以及程序邏輯的主動學習,在一定程度上提高學習效率和實踐能力。
親手設計、編寫一個可以“人-機”交互的界面程序,以作品的形成呈現出來。一個東西,從無到有,通過自己的雙手把它創造出來這應該就是學習的快樂!
下載地址:Matlab有限元結構動力學分析與工程應用徐斌
展開 基于MATLAB和ANSYS的有限元分析 ¥10
全套案例文件包含用于1D、2D和3D結構分析和FEA的MATLAB代碼文件和ANSYS APDL命令流文件。
MATLAB中用于1D、2D和3D結構有限元分析的實用編碼技巧;
ANSYS APDL中用于1D、2D和3D結構有限元分析的實用技能;
對比MATLAB和ANSYS APDL經典版本計算結果,更好了解有限元仿真。

《ANSYS高級有限元仿真》(ANSYS PRODUCTS V12 WIN32)[光盤鏡像]
詳細下載地址:
http://www.verycd.com/topics/2744983/
Ansys及有限元理論相關國外書籍推薦
ANSYS作為通用有限元軟件,國內外熱度非常高,相信很多同學為了學習ANSYS都看了不少國內書籍,今日水哥就分享下個人覺得還不錯的國外相關書籍,書不在多,這里每一個類型只推薦兩本,供大家參考學習。順便提一句,國外的教材真的非常貴啊,一般電子書都要幾十刀,更別提紙質版了。
一、有限元理論書籍推薦
這部分針對于有限元小白,除了想學習軟件操作外,更想補充下有限元理論知識,國內關于有限元理論書籍頗多,這里不在推薦,水哥個人覺得國外的理論書籍同學們可學習下面四本:
1、A First Course in the Finite Element Method
這本書面向對象主要為 土木和機械的學生,全書共分為16章,從最簡單的有限元概念講起,逐漸深入,循序漸進,易于理解,總計1000多頁,非常適合系統性的學習有限元理論,這里水哥強烈推薦!
2、The Finite Element Method Linear Static and Dynamic Finite Element Analysis
這本書出版較早,于2000年出版,是斯斯丹福大學Thomas教授的經典之作,其中提出的許多概念到今日都還在使用,全書共計800多頁,值得仔細研讀。
3、Introduction to Nonlinear Finite Element Analysis
前面提到的兩本書多以介紹基本彈性理論為主,這本書則主要側重于對非線性方面的有限元理論介紹,比如在ANSYS中經常遇到的弧長法、牛頓-拉普拉斯求解方法原理都可以在這里面找到,非常適合論文里面需要寫理論公式的同學,懂的都懂,其中還有Matlab代碼案例演示,幫助理解部分概念,適合與上面兩本書配合一起研讀。全書共計443頁。
展開 ANSYS有限元網格介紹
ANSYS軟件是由美國ANSYS公司所開發的一款融合結構、流體、電場、磁場、聲場分析于一體的大型通用有限元分析軟件,廣泛應用于航空、電子、汽車和重型機械等領域。有限元分析包括前處理、求解和后處理三個過程。前處理作為有限元分析的第一步,其目的在于為之后的求解建立有限元模型,高質量的有限元模型是有限元計算的基礎,而網格的劃分是建有限元模型中最為關鍵的一步。下面本文將從五個方面對網格的劃分進行介紹。
1.網格劃分的步驟
在劃分網格之前首先要對單元的屬性進行定義,在ANSYS Mechanical中單元屬性包括單元類型、單元材料和單元實常數。
ANSYS中的單元類型會在后文中詳細介紹,單元的材料屬性可以通過MP命令進行設定,根據材料選擇的不同,所需要設定的材料屬性也會不同,如對于各向同性彈性材料需要設定材料的密度、彈性模量和泊松比,而對于非線性塑性材料模型還需要設定材料的屈服強度、切線模量等一些其他參數。
實常數是針對單元類型的一種單元屬性,可以理解為是對所選單元的一種補充定義,不同類型的單元,實常數的定義也不同,如2D梁單元BEAM23,當梁截面形狀為矩形截面時,實常數用來控制單元的截面面積、繞z軸慣性矩和截面高度。
定義好單元屬性以后,需要對單元賦予單元屬性,生成網格時,ANSYS會自動賦予單元當前激活的單元屬性,最后設定網格劃分的密度。與ANSYS Mechanical不同,在ANSYS Workbench平臺中單元類型默認為實體單元Solid186,用戶可以在幾何模型下插入命令流完成對單元類型的更改,單元材料默認為結構鋼,用戶需要在材料庫中添加其它材料并在幾何模型下進行材料的更改。
展開 《ANSYS有限元方法精解》
作者:劉坤 主編 吳磊 編著
出版社:國防工業出版社 出版日期:2005-1-1
CAEnet價:¥30元
郵費:¥5元
總價:¥35元
可用分兌換:
可用分兌換:
兌換要求及條件:請參考中國CAE聯盟網站書籍獎勵活動
兌換所需可用分:按照中國CAE聯盟網站書籍獎勵活動相關條款。
申請兌換或有疑問請到《兌換申請區》發貼。
注:書價可能會根據市場價格波動,以您兌換時的價格為準。
ISBN:7118035475 349 尺寸:小16開 印張:22。5 字數:517000 印次:1 印刷時間:2005/01/01 用紙:膠版紙 版次:1
【內容提要】
本書共分為10章。全書從介紹有限元方法的基本思想以及有限元的建模入手,詳細講述了ANSYS的基本分析步驟,即前處理、求解、后處理,并且精講了一些典型實例,通過實例來幫助讀者理解這些步驟。在介紹ANSYS的前處理器時,分為建立幾何實體模型、劃分網格得到有限元模型兩個部分,尤其對在ANSYS中如何建立實體模型進行了詳細介紹。其后則分別介紹了網格的劃分和操作、ANSYS的求解器、ANSYS的后處理器。最后從工程應用角度介紹了ANSYS的應用,包括結構線性靜力分析、結構非線性分析、結構動力分析。
本書適合作為理工科高等院校研究生、本科生教學用書,也可作為廣大科研工程技術人員的自學用書。
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