ansys 網格密度的案例
認識網格4 | 選擇合適的網格密度(梁_靜剛度)
在學習有限元分析時，為了確保不在網格問題上踩坑，會被告知需要進行“網格無關性驗證”。然而當真正進行一個復雜裝配體分析時會發現，能夠按時得到一個相對說得通的結果已是萬幸，可能根本沒有時間和心力去進行后面的校對工作。因此，這系列文章會對一些典型結構類型在常見工況不同網格密度下的剛強度進行一定的對比，希望結果對大家有所借鑒。
梁
日常生活中有大量的結構是基于桿梁體系建造的，小到晾衣架、板凳，大到房屋、橋梁，對于有限元分析來說，雖然理論上都可以使用實體單元進行計算，但是一旦模型規模龐大，我們還是不得不使用梁單元對這類結構進行簡化。
那么對于使用梁單元搭建的模型，多大的網格密度才能捕捉到結構的靜剛度呢？本文主要遵循由簡到繁的思路，通過案例對比的方式，和大家一起探討下其中的問題。
需要重點強調的是：本文案例使用的求解器為HyperWorks的結構分析優化求解器OptiStruct，單元類型為cbeam，對應的分析問題為靜剛度問題，對于不同求解器中的梁單元，可能由于單元性質的不同得到不一樣的結論，比如筆者試過使用ANSYS的beam188計算得到的部分結論與本文并不一致。
靜剛度
一般結構分析的目的是為了得到結構的剛度和強度信息，每種根據對應的工況類型又有靜力和動力之分，其中靜剛度是最為基本也是最為重要的分析內容，所以文章選擇以此為切入點展開探討。
展開 [轉貼][討論]網格密度確定
我做了一個模型-機械靜力分析， 網格長度分別為2.5 5.10 15. 計算結果都相差很大，是模型有問題的嗎？ 如果模型沒問題，那么，我該取那個網格長度？
ms=2.5
工況
應力
位移
彎曲
602
-1.752
費時太大，扭轉沒做
扭轉
ms=5
彎曲
437.381
-1.751
扭轉
210.758
-3.199
ms=10
彎曲
293.847
-1.745
扭轉
140.957
-3.195
ms=15
彎曲
227.751
-1.741
扭轉
108.731
-3.189
CAE前處理 | 選擇合適的網格密度：圓角
01 前言
前文我們對結構剛度計算問題需要的實體單元數量進行了一個基本的探討，通過實例計算和對比大家會發現：高階單元和低階六面體單元，只要按照常規去劃分網格，單零件的靜剛度問題計算并不困難（薄壁問題需要特別注意）。
但好像平時分析大家總是擔心自己的網格精度不夠，并且強調網格無關性的重要性，這又是為什么呢？
實際上，通常我們擔心的并不是網格對于剛度（變形）計算精度不夠，而是擔心網格對于強度（應力）計算精度不夠，這是由于剛度問題是一個全局問題，而強度問題是一個局部問題，這也就意味著，需要在局部劃分足夠的網格才能捕捉到詳細的應力變化情況
然而具體要劃分多少網格才能夠捕捉到局部應力呢？說實話，這個問題非常復雜并且沒有定論，因為任何一個結構局部應力的變化和結構的形狀以及受載方式息息相關，我們基本只能通過網格無關性驗證去得知當前的網格密度是否合適。
可是，大家會發現網格無關性驗證工作量巨大并且對于裝配體分析往往不太現實。因此，對于一些典型的結構特征如果能夠得到一個大致的參考規律，那么很多時候就不必再進行網格無關性驗證或者只用進行少數的驗證。
針對這樣一種需求，本文包括以后一些文章會間斷地針對一些典型的特征進行分析對比，意圖得到哪怕一丟丟對于應力計算有用的經驗結果。由于圓角是最為常用的一類幾何特征，因此本文主要就圓角的應力計算進行一定的對比說明并試圖得到些許規律。當然，我并不希望大家直接翻到最后看結果，而希望能夠關注于探討的過程和方法，因為就像前文所說，應力問題千千萬，知道這個問題的結果并不會對自身的能力有多大幫助。
展開 如何評估有限元網格密度
在早期的ANSYS版本中，所有的結果顯示都用叫做Full Graphics的技術來得到的，它是考慮共節點的所有單元的結果，而PowerGraphics是ANSYS5.1版本開始引入的技術，它是通過只顯示暴露在表面的單元的數據來加快顯示速度。它與Full Graphics不一樣，后者考慮共節點的所有單元數據，不論它是否暴露在表面與否。在后處理分析結果時，只有當所有與表面相關的單元都暴露在表面時，PowerGraphics和Full Graphics顯示才相同，這在六面體單元時總成立，然而，四面體網格中有這樣的單元，它與表面接觸的可能只有一個節點，那么PowerGraphics在計算結果時就忽略了這些單元的值。這就是為什么用
PowerGraphics顯示的結果要比Full Graphics時的要來得高，顯然用PowerGraphics顯示的結果要比Full Graphics來得更精確，只要所選的單元的最大值就在外部，并且不存在奇異性。不管最大值是否在外部和內部，如果某種網格下用PowerGraphics和Full Graphics得到結果不一樣，說明這種網格密度是不夠的。
盡管Full Graphics通常比PowerGraphics的精度差，但它有一個用PowerGraphics得不到的好處，Full Graphics在顯示結果時會顯示結果得上下限，SMNB和SMXB，一個比最大值大的值和一個比最小值小的值。經驗告訴我們SMNB和SMXB有時是過保守的，但可以說是當網格足夠密的時候SMNB和SMXB的值應該接近實際的最小值和最大值。順便提一下，當你從PowerGraphics切換到Full Graphics時，你必須用命令ERNORM，ON告訴ANSYS要包含網格誤差效應，否則SMNB和SMXB將不顯示。
展開 
網格劃分密度與有限元求解精度研究
摘要：本文通過對不同網格密度、不同單元類型的有限元力學模型計算結果與精確解的分析比較，探索研究單元網格劃分與有限元求解精度的內在聯系，為在保證有限元解滿足工程實際精度要求的前提下，確定合理的網格密度，提高有限元分析效率進行了有益的探索。
關鍵詞：有限元 網格劃分密度求解精度
0 引言
有限單元法的基本思想是把一個連續體人為地分割成有限個單元，對通過節點連接的單元進行單元分析，然后再把這些單元組合起來代表原來的結構。從數學的角度來看，有限元法是將一個偏微分方程化成一個代數方程組，并利用計算機求解的一種數值分析方法。它的分析過程可以分為建立力學模型(前處理)、計算及后處理三個階段。其中，根據結構實際形狀和實際工況條件建立有限元分析的計算模型，為有限元數值計算提供必要的原始輸人數據，是整個有限分析過程的關
鍵。由于工程結構形狀和工況條件的復雜性，要建立一個符合實際的有限元模型不僅需要考慮多種因素，而且輸入數據的誤差也將直接決定計算結果的精度。所以，其力學模型的正確性和求解精度就成為衡量有限元分析結果精確與否的重要指
標。對于有限元這樣一種數值分析方法，在單元形狀確定之后，當單元網格劃分越來越細時，位移近似解將收斂于精確解。增加網格數量和密度，計算精度一般也會隨之提高。但是，如果盲目地增加網格數量，將會大大增加單元網格劃分時間及求解方程時間。有時還會因計算的累積誤差反而會降低計算精度。所以，在實際工作中，如何劃分網格才能既保證計算結果有較高的精度，又不致使計算量太大，一直困擾著許多分析人員。本文將通過對不同網格密度、單元類型的分析比較，確定出合理的網格密度，期望能為提高有限元求解精度提供參考依據。
展開 CAE前處理 | 選擇合適的網格密度 | 實體單元（1）
進行有限元分析時使用者很容易陷入兩個極端，一是生怕網格數量不夠而影響計算精度，使用近乎變態的網格尺寸進行分析，二是輕視網格的重要性，直接盲目地使用軟件默認的網格進行處理。前者很容易帶來巨大的計算量從而加重分析負擔，后者經常拿出不合理的分析結果但卻不自知，其中實體單元的分析相對于梁，殼來說更容易出現上述問題，這也是該系列文章準備著重探討的地方。
問題的產生
如圖三種結構分別代表了狹長實體，常規實體，薄壁實體的特征，假設現在需要對這些結構進行有限元計算來得到其剛度和強度性質，那么請問整體和局部至少需要使用多少網格才能較好的捕捉到關注的問題？
說實話，在寫這系列文章時筆者并不知道具體多少合適，因為和大多數學習者一樣，網格數量的多少大部分時候憑感覺，反正就是：這個網格量應該夠了！顯然，這樣是非常不嚴謹的。
但是，要對這一問題進行探索并不容易，畢竟不像梁單元，實體結構從受力模式和網格維度方面都要復雜得多，因此，文章內容不可能遍歷所有結構特征，只能針對一些典型結構進行對比，得到一些基本的分析規律。
另外需要主要，文章基于的求解器為OptiStruct，不同求解器不同單元類型可能會得到不太一樣的結果，所以對于不同的求解器需要針對對應的問題進行各自規律的探索。
展開 CAE前處理 | 選擇合適的網格密度：實體單元（2）
全局網格
說明
如前篇內容所述，本文以全局網格探討為主，實際就是探討
全局網格至少達到什么標準，結構的整體剛度計算誤差不會太大。然而實際結構千變萬化，不可避免本文得到的一些規律只能適用于一類變形模式，對于更加復雜工況下的變形仍然會出現偏差，所以對于結論的理解和使用大家仍需謹慎。
對比模型及工況篩選
篩選合適的對比工況很重要的一點就是了解各自工況下典型內力模型以及特點，如上圖為常規彎曲，拉伸，剪切和扭轉模式下結構截面應力分布趨勢，其中彎曲和扭轉工況截面應力變化更加復雜，而彎曲工況由于沿著長度方向上的變形模式比扭轉載荷更加復雜，彎曲工況沿著厚度方向應力變化和扭轉工況沿著徑向變化有異曲同工之妙，因此將彎曲載荷作為典型受載進行對比更為合適，也就是說，如果彎曲工況下網格能夠滿足要求，理論上轉化到其它工況問題也不大。
對比模型的選擇的重點在于選做對比的模型需要具有更加普遍的特點。在薄壁實體，常規實體以及狹長實體中，薄壁實體偏向于厚度方向的網格，狹長實體偏向于長度方向的網格，而常規尺寸的實體能夠更加全面的考慮網格需求，因此選用常規尺寸維度下實體進行對比更為合適。當然，對于篩選標準不同人有不同看法，只要大家覺得自己的選擇標準有道理并且能夠反向驗證即可。
展開 仿真應用 | 單元類型和網格密度對有限元求解的影響
如果你選擇ANSYS Meshing，這里還有些與時俱進的建議：
對于幾何規整的模型，ANSYS Meshing能快速的產生高質量的六面體或四邊形網格。
對于幾何復雜的模型，四面體和三角形網格因強大的復雜幾何適應能力，應該成為首選，這會增加一些網格規模，但不用擔心求解精度和求解規模的問題。只要將四面體網格適當加密，求解精度完全不遜于六面體網格，對于三角形網格也是如此，這些是經過充分檢驗的正確結論。
盡量不要使用低階單元。在單元發展歷史上，存在很多低階單元，就ANSYS公司來說，梁單元殼單元實體單元等，都具有低階和高階的區分。隨著現在計算能力的提高，分析者完全沒有必要為了降低求解規模而使用低階單元。并且某些情況下，應該盡量避免使用低階單元，比如，低階四面體單元是被嚴格限制使用的。
對結構分析來說，分析者不必太在意全場的網格質量，應該多關注重要位置，關心位置，應力梯度較大位置的網格質量，只要這些地方的網格質量有了保障，求解精度就有了保障，這是一種經濟且高效的選擇。
3 一個實例展示
分析對象：
六面體單元總結：
單元階數和網格密度對位移結果影響較小。
單元階數和網格密度對應力梯度較小位置的應力結果影響較小。
單元階數和網格密度對應力梯度較大位置的應力結果影響較大。
四面體單元總結：
高階四面體單元的位移結果可靠，網格密度對位移結果影響較小。
低階四面體單元的位移結果并不可靠，建議不要使用。
高階四面體單元在應力梯度較小位置的應力結果可靠，網格密度對應力結果影響較小。
展開 ansys workbench 隨機振動功率譜密度轉換公式
隨機振動功率譜密度轉換公式.pdf
ansys，熱流密度以數組形式加載的過程。
建立了數組，用GUI加載的過程
ANSYS如何提取能量結果（應變能，應變能密度，應變能時程）？ ￥100
而能量是表征物理系統做功的量度，是<a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/Ansys" class="jsk-anchor">ANSYS</a>重要的計算結果之一。應變能(Strain Energy)是應力和應變結果計算出來的，由于變形而儲存在結構內的能量，包括由于材料塑性而產生的塑性應變能。</p>
<p>在<a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/Ansys" class="jsk-anchor">ANSYS</a>中，/POST1中觀察整個模型在指定時刻的結果，而在/POST26中，可以觀察到指定節點在整個持時范圍的響應。本文分別從這兩個方面對ANSYS中能量的提取方法進行介紹。</p>
<ul class=" list-paddingleft-2" style="list-style-type: disc;">
<li><p> /POST1提取應變能</p></li>
</ul>
<p>在<a href="https://www.yqgqt.org.cn/qa/2877" class="jsk-anchor">ANSYS APDL</a>主界面，Main Menu-General Postproc-Element Table-Define Table中依次定義應變能和體積，可以顯示包括每個單元的應變能和體積數據，應變能密度=應變能/體積。
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Ansys Workbench網格控制之——全局網格控制
Ansys Workbench網格控制之——全局網格控制
在使用ANSYS Workbench進行網格劃分時，全局網格控制可以使用默認的設置，但要進行高質量的網格劃分，還需要用戶了解全局控制的常用設置，尤其是對于復雜的零部件。
網格全局控制的設置包含了7個組別，分別是Display（顯示）、Defaults（缺省設置）、Sizing（尺寸控制）、Quality（質量控制）、Inflation（膨脹控制）、Advanced（高級控制）、Statistics（網格信息）等信息，如下圖所示。
全局網格設置
1 顯示組
顯示組可以用于直觀地顯示網格質量，各選項的含義將在質量組中詳解。
顯示組設置
網格質量顯示
2 缺省設置組
缺省設置包括Physics Preference物理場選擇、Relevance關聯度、Element Midside Nodes網格中節點。
缺省設置組
2.1 Physics Preference物理環境選擇
劃分網格目標的物理環境包括結構分析（Mechanical）、電磁分析（Electromagnetics）、流體分析（CFD）、顯示動力學分析（Explicit）等
物理場選擇
不同物理場下默認設置如下圖
不同的物理環境的默認設置
2.2 Relevance關聯度
Relevance數值越小網格越粗疏，即可拖到也可輸入值，從-100至100代表網格由疏到密。
雖然Relevance Center是在尺寸參數控制選項里設置的，但由于Relevance需要與其配合使用，故在此一起介紹。
展開 ANSYS網格：球體如何劃分六面體網格
見下圖，球中心挖一個很小的球孔，然后切割為8塊，就可以 對球實現sweep網格劃分。
來源： ANSYS結構沖擊流體學習與交流
作者：劉世國
ANSYS-Meshing網格劃分教程-06manifold網格劃分
02 進入meshing模塊，設置如下：
generate mesh，劃分網格。
Auto-Manifold.7z
Ansys Workbench網格控制之——全局網格控制
自動收縮設置
右鍵Mesh--Update或Generate Mesh，將重新生成網格，此時雖然和之前的網格外觀看上去一樣，但是單元卻少了很多。可在用來移除碎片、短邊、尖角。
自動收縮效果
7.Statistics網格信息
網格信息下包括兩項信息，分別是Nodes節點數量、Elements單元數量。見上圖。
寫在最后經過嘔心瀝血的資料查詢與實踐應用，筆者終于完成了《Ansys Workbench網格控制之——全局網格控制》，當然，對于各位大佬專家來說都是小兒科，但是只要能給剛入門的工程師一點點幫助，我也感到無比榮幸。
由于本人水平實在有限，文中難免紕漏百出，歡迎指正，共同學習進步！！
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