有限元網(wǎng)格生成
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
有限元網(wǎng)格生成的視頻教程
基于Abaqus軟件的晶體塑性有限元分析(1)-Voronoi多晶體模型生成方法
為了幫助大家在學習晶體塑性有限元分析過程中少犯錯和少走彎路，系列課程基于Abaqus軟件進行晶體塑性有限元分析(1)-Voronoi多晶體模型生成方法。
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基于Huang的晶體塑性有限元程序入門-4--*.inp文件最終生成與計算提交
本節(jié)內(nèi)容重點講解晶體取向與最終inp文件的生成，以及用戶子程序計算的提交。 附錄相關(guān)的腳本程序。
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基于Abaqus軟件的晶體塑性有限元分析(4)-INP文件的生成與批處理計算
為了幫助大家在學習晶體塑性有限元分析過程中少犯錯和少走彎路，系列課程基于Abaqus軟件進行晶體塑性有限元分析(4)-INP文件的生成與批處理計算。
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有限元網(wǎng)格生成的實例教程
有限元自適應網(wǎng)格生成技術(shù)解析.part2.rar
有限元自適應網(wǎng)格生成技術(shù)解析.part1.rar
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今日給大家?guī)淼闹饕獌?nèi)容是二維問題下四邊形單元有限元網(wǎng)格如何自動生成？
單元網(wǎng)格的形成實際上屬于有限元計算中的前處理部分，即確定單元節(jié)點信息，當模型較為復雜時，用戶可在Abaqus、Ansys等大型商業(yè)有限元軟件中進行建模，導出網(wǎng)格信息。
當模型較為簡單時，如二維平面板模型，用戶可基于一些較為基礎(chǔ)的網(wǎng)格生成算法，在自己的程序中通過控制模型長、寬等信息，即可生成有限元網(wǎng)格。
看似應用有限，但是在一些比較復雜的領(lǐng)域內(nèi)，往往需要先在簡單的模型中得到理論驗證，如此以來，有利于自編程代碼的完整性，即前處理、內(nèi)核計算、后處理于一體。
本篇推文，木木就帶著大家學習一下Q4、Q8單元網(wǎng)格的自動生成以及Abaqus網(wǎng)格節(jié)點順序解讀。
代碼獲取：
基于Matlab的有限元網(wǎng)格自動生成算法 | Q4、Q8、Abaqus單元網(wǎng)格
Q4單元網(wǎng)格
單元自動網(wǎng)格劃分
如下圖所示，為4節(jié)點四邊形單元網(wǎng)格生成示意圖，圖中NXE和NYE分別是模型橫向和縱向單元個數(shù)，dhx和dhy分別是單元的橫向、縱向長度。
展開 Simpleware軟件是英國的Simpleware Ltd公司推出的一套集成逆向工程、材料工程、生物力學工程、有限元分析等多工業(yè)、多學科領(lǐng)域的統(tǒng)一解決方案的專業(yè)軟件，它通過對三維體圖或二維平面序列圖像（CT/MRI/Microscopy）進行提取、分割、合并等操作，生成表面重建后的三維圖像，并將其輸出到第三方軟件進行快速成型制造；同時提供多種體網(wǎng)格生成技術(shù)，直接生成多種有限元軟件或計算流體力學軟件的網(wǎng)格文件，并支持導出NURBS曲面描述的 CAD模型。
Simpleware軟件為骨科醫(yī)生進行數(shù)字骨科實踐提供了理想的平臺
Simpleware股骨建模、植入物定位與有限元網(wǎng)格生成
使用Simpleware中的ScanIP模塊，將CT等掃描的股骨數(shù)據(jù)圖像文件，生成三維股骨模型。
中仿高級工程師Sean，與某大型醫(yī)院骨科王醫(yī)生密切配合，將生成的三維股骨，通過Simpleware 3D編輯工具修改模型，去除股骨頭，使用+CAD模塊導入和定位手術(shù)中的植入物CAD模型，從而模擬外科手術(shù)；使用+FE模塊，可以生成用戶需要的表面網(wǎng)格模型和體網(wǎng)格模型。
基于三重周期性隱函數(shù)，Simpleware為構(gòu)造立方體格子結(jié)構(gòu)，提供多種內(nèi)置單元，并能與醫(yī)學圖像完美融合，將修復區(qū)域替換為功能梯度材料。Simpleware強大易用的功能以及中仿的技術(shù)實施能力，都得到了王醫(yī)生的高度肯定。
文章來源：中仿科技
展開 作者：咼嘉妮 胡久鄉(xiāng) 盧正 來源：CAD世界網(wǎng)
摘 要 提出了一種基于網(wǎng)格生成遞歸法的并行區(qū)域劃分算法，該算法依據(jù)網(wǎng)格生成代價的估算分析，采用迭代分解法對區(qū)域進行并行劃分.在曙光1000A 系統(tǒng)上的運行結(jié)果表明，該網(wǎng)格算法的效率和加速比均優(yōu)于串行遞歸算法.
關(guān)鍵詞 有限元網(wǎng)格；并行區(qū)域劃分算法；網(wǎng)格生成代價；迭代分解法
基于網(wǎng)絡(luò)生成遞歸法［1～3］，本文提出了一種并行區(qū)域劃分算法，該算法滿足以下四個基本原則：a. 任務平衡性原則.能生成平衡的子區(qū)域集，即在各子區(qū)域中生成網(wǎng)格的時間大致相等.b. 邊界最簡原則.子區(qū)域的邊界結(jié)構(gòu)簡單，邊界處理所需時間短，處理器間消息傳遞的費用低.c. 網(wǎng)格均勻原則.并行生成的最終網(wǎng)格形狀均勻，無奇異單元.d.
展開 有限元網(wǎng)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(shù)值解法，現(xiàn)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(huán)境下物體的線性和
非線性靜動態(tài)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(jié)果的處理三部分。
曾經(jīng)有人做過統(tǒng)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(jié)果的處理。如果采用人工方法離散對象和處理計算
結(jié)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(jié)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(shù)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了開發(fā)對象的自
動離散及有限元分析結(jié)果的計算機可視化顯示的熱潮，使有限元分析
的“瓶頸”現(xiàn)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(wǎng)格到復雜對象的多維多種網(wǎng)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(tài)設(shè)計/分析，這些重大發(fā)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(jié)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(tài)顯示、彩色調(diào)色顯示一躍成為對受載對象可
能出現(xiàn)缺陷(裂紋等)的位置、形狀、大小及其可能波及區(qū)域的顯示等，
這種從抽象數(shù)據(jù)到計算機形象化顯示的飛躍是現(xiàn)在甚至將來計算機集
成設(shè)計/分析的重要組成部分。
2. 有限元分析對網(wǎng)格剖分的要求
有限元網(wǎng)格生成就是將工作環(huán)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(zhì)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。
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有限元網(wǎng)格生成的最新內(nèi)容
有限元分析中的網(wǎng)格質(zhì)量確實至關(guān)重要，它直接關(guān)系到 ?? 網(wǎng)格質(zhì)量關(guān)鍵指標與標準 網(wǎng)格質(zhì)量的評估通常涉及多個維度的幾何指標。每個指標都描述了網(wǎng)格單元與“理想”形狀的偏離程度。
此外，插件內(nèi)置了幾何模型優(yōu)化算法，從而有效保證了有限元網(wǎng)格的順利生成與質(zhì)量。
創(chuàng)建作業(yè)并提交分析，查看三維多面體骨料密堆積混凝土細觀模型受壓模擬結(jié)果。
該插件通過集成化的圖像處理流程，能夠自動完成從CT圖像導入、三維結(jié)構(gòu)重構(gòu)到有限元網(wǎng)格生成的全過程，顯著提升了建模效率與操作便捷性。
插件內(nèi)置圖像壓縮算法，可通過調(diào)整參數(shù)兼顧模型精度與單元數(shù)量，使模型三維重建有限元模擬具備可行性。
DEIP是一個田納西大學土木工程學院開發(fā)的一個應用于MATLAB/Octave的插件，用于將零厚度界面元素插入二維和三維有限元網(wǎng)格。底層算法基于拓撲，適用于混合類型線性和二次元素的復雜非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。插入是根據(jù)整個分析域內(nèi)的區(qū)域或子域指定的。
支持的單元類型包括：
同時該插件目前支持多種有限元軟件的導入格式：
使用效果如下：
也可以應用于多晶界面行為研究：
<p>在基于實際混凝土斷面圖像進行混凝土細觀有限元模型重建研究方面，主要可采用兩種方式實現(xiàn)：一是根據(jù)圖像數(shù)據(jù)建立實體模型；另一種是采用材料映射單元的方式將不同組分建立背景網(wǎng)格。</p><p><span style="color: rgb(25, 27, 31);">本文將基于以上兩種方式，通過混凝土切片圖片建立二維混凝土細觀有限元模型，并對模型進行軸壓模擬分析。</span></p><div contenteditable
在交流群中，有人多次問到這個問題，所以直接把方法貼在了下面，希望大家可以輕松解決
Abaqus 給出的錯誤提示：
The following XFEM cracks are failing to correctly generate. The error conditions are listed with the crack names:
Crack-1 - Crack domain
有限元分析通過將復雜的結(jié)構(gòu)分解為許多小的單元（即網(wǎng)格），然后通過對每個單元進行數(shù)學建模和分析，來模擬實際系統(tǒng)的行為。
1. 殼單元
殼單元是一種用于分析薄壁結(jié)構(gòu)的二維網(wǎng)格類型。這些結(jié)構(gòu)可能包括板、殼等。
殼單元通過將結(jié)構(gòu)分割成許多小的三角形或四邊形單元來建模。
在殼單元中，每個單元代表了結(jié)構(gòu)的一個小區(qū)域，其具有自己的厚度和受力特性。
殼單元的數(shù)學原理基于薄壁結(jié)構(gòu)的理論，其中厚度方向的變形通常被忽略
本文原刊登于Ansys Blog：《From Concept to CubeSat Part 3: Using Ansys Mechanical to Generate Finite Element Analysis Results》
作者：Jordan Teich | Ansys應用工程師
編輯整理：谷晨風 | Ansys高級應用工程師
但六面體網(wǎng)格具有復雜的拓撲關(guān)系且模型適應能力差，對于不規(guī)則外形結(jié)構(gòu)，連續(xù)完整的六面體有限元模型網(wǎng)格生成比較困難。因此，研究復雜體的快速有效建模具有重要的工程價值。
以前由于受制于計算機、軟件計算能力和軟件網(wǎng)格劃分條件，設(shè)計人員建立的裝備體模型一般為梁單元或殼單元模型，模型的單元規(guī)模較小，建模等效處理較為依賴設(shè)計人員建模經(jīng)驗，且預示精度存在不確定性，不能依據(jù)局部響應對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。
有限元網(wǎng)格生成技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在, 已經(jīng)出現(xiàn)了大量的不同實現(xiàn)方法，列舉如下：
1.映射法
映射法是一種半自動網(wǎng)格生成方法，根據(jù)映射函數(shù)的不同，主要可分為超限映射和等參映射。因前一種映射在幾何逼近精度上比后一種高，故被廣泛采用。
