最小單元尺寸
關(guān)注創(chuàng)建者：喵工 創(chuàng)建時(shí)間：2018-12-08
最小單元尺寸的視頻教程
workbench中單元類型查看+solid186與solid185切換+兩種單元網(wǎng)格尺寸敏感度比較
本段視頻主要講解內(nèi)容： 1、workbench中如何查看單元類型 2、workbench中常用實(shí)體單元solid185與solid186單元區(qū)別 3、兩種單元類型如何切換 4、兩種單元的網(wǎng)格尺寸敏感度對(duì)比
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OptiStruct梁單元截面尺寸優(yōu)化
梁單元尺寸優(yōu)化操作流程 fem文件結(jié)構(gòu)介紹 HyperWorks幫助文檔使用介紹 編輯fem文件實(shí)現(xiàn)快速創(chuàng)建尺寸設(shè)計(jì)變量 尺寸優(yōu)化結(jié)果查看
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最小單元尺寸的實(shí)例教程
最小單元尺寸和最大單元尺寸的范圍要足夠大，常用的最小單元尺寸是目標(biāo)單元尺寸的25%左右，最大單元尺寸是目標(biāo)單元尺寸的兩倍左右。這樣得到的網(wǎng)格劃分結(jié)果更好，適當(dāng)減小最小單元尺寸可以獲得更好的網(wǎng)格。
Use min length from time step calculator只用于顯式分析的網(wǎng)格。顯式分析時(shí)候?qū)?em>最小單元尺寸有明確要求，但是由于timestep還取決于很多網(wǎng)格尺寸以外的參數(shù)，所以這里的結(jié)果只是個(gè)給定材料條件下的大概值。
一般即使不選擇三角形百分比控制，BatchMesher也會(huì)盡量控制三角形數(shù)量，所以通常的做法是不選該項(xiàng)目，這樣得到的網(wǎng)格流向更好。
翹曲對(duì)網(wǎng)格劃分有較大影響，一般推薦值是20~25度。設(shè)置太小的翹曲值會(huì)導(dǎo)致大量四邊形被切割成三角形或者節(jié)點(diǎn)脫離幾何面。
單元質(zhì)量只是實(shí)際單元偏離理想形狀程度的一種度量，不同的求解器會(huì)有不同的定義。HyperMesh的單元質(zhì)量計(jì)算方法盡可能與主流的求解器保持一致，用戶也可以在上圖中為不同的質(zhì)量檢查項(xiàng)目選擇不同的計(jì)算方法。
2D單元部分質(zhì)量檢查項(xiàng)目的hm計(jì)算方法如下表（某些指標(biāo)有多種計(jì)算方法，只列出其中一種）：
? Aspect Ratio縱橫比：最長(zhǎng)邊與最短邊或者頂點(diǎn)到對(duì)邊最短距離（最小標(biāo)準(zhǔn)化高度）的比值。
? Chordal Deviation弦差：近似直線段與實(shí)際曲線的最短垂向距離
? Interior Angles內(nèi)角：三角形和四邊形的內(nèi)角
? Jacobian雅可比：雅可比反映了單元偏離其理想形狀的程度。雅可比的取值范圍為0.0到1.0, 雅可比矩陣的行列式關(guān)系到單元從參數(shù)空間到全局坐標(biāo)空間的轉(zhuǎn)換。
HyperMesh在單元的每個(gè)高斯積分點(diǎn)或者單元的頂點(diǎn)計(jì)算雅可比矩陣,并報(bào)告每個(gè)單元最小值和最大值之比。
展開 在孔周圍應(yīng)定義偶數(shù)個(gè)單元并滿足最小單元尺寸的要求，并盡量使孔邊的單元尺寸接近目標(biāo)單元尺寸。
測(cè)試幾何如下：
結(jié)果如下：
五、翻邊識(shí)別與控制：
很多鈑金件邊緣都有翻邊，翻邊通常都是平的，網(wǎng)格劃分時(shí)建議在翻邊寬度上至少使用兩排單元。單元的實(shí)際排數(shù)是BatchMesher內(nèi)部通過對(duì)最小和最大元素大小的限制以及縱橫比來確定的。
最大翻邊寬度的合理上限是（N+1.5）倍單元尺寸，其中N是整個(gè)翻邊的單元排數(shù)。類似地，一個(gè)合理的下限是最小單元尺寸的2倍。如果看到類似下圖中藍(lán)顏色的數(shù)字，說明翻邊最小尺寸不合適，需要調(diào)整。
常見的翻邊網(wǎng)格如下圖，可以看到，BatchMesher為了保證翻邊的單元排數(shù)，在翻邊位置布了很多硬點(diǎn)。
六、其它選項(xiàng)
除了以上設(shè)置，BatchMesher還有許多的的其它設(shè)置，都?xì)w為other options
1、刪除重復(fù)曲面
通常保持默認(rèn)設(shè)置即可，相當(dāng)于defeature面板duplicates的功能。
2、Edges equivalencing設(shè)置，相當(dāng)于edge edit面板中equivalence功能
通常保持默認(rèn)設(shè)置即可。
展開 主要可從這幾方面下手： 1.網(wǎng)格尺寸 2.質(zhì)量縮放 3.單元算法 4.接觸控制 5.并行計(jì)算
1.dyna時(shí)間步長(zhǎng)直接跟網(wǎng)格尺寸有關(guān)，時(shí)間步長(zhǎng)由全局模型最小單元尺寸決定，最小單元尺寸越小時(shí)間步長(zhǎng)越長(zhǎng) 算的時(shí)間越長(zhǎng) 這就說明我們?cè)谔幚砭W(wǎng)格的時(shí)候?qū)τ陲@式算法而言 網(wǎng)格要盡量均勻，不要有過小的單元存在；
2.質(zhì)量縮放 dyna允許在計(jì)算中使用質(zhì)量縮放控制最小時(shí)間步長(zhǎng)，如果程序計(jì)算的時(shí)間步長(zhǎng)過小，則可以用質(zhì)量縮放，當(dāng)要求質(zhì)量縮放時(shí)候，就要調(diào)整單元密度達(dá)到用戶需要的時(shí)間步長(zhǎng)；
3.單元算法 dyna單元算法有縮減積分和全積分之分 縮減積分較全積分而言計(jì)算要快，但是會(huì)存在沙漏現(xiàn)象，而全積分單元存在體積鎖死的問題所以要結(jié)合實(shí)際問題選擇;
4.接觸控制 dyna中大量應(yīng)用自動(dòng)雙面接觸 ，雙面算法的好處是不需要用戶判斷接觸主從面 程序會(huì)雙向探測(cè)接觸行為這樣算的時(shí)間就是單面算法的兩倍，如果用戶可以判斷主從面就可以使用單面接觸以減少時(shí)間;
5.想提高計(jì)算速度當(dāng)然也和機(jī)器硬件有很大關(guān)系。內(nèi)存越大、cpu主頻越高、并行的cpu個(gè)數(shù)越多，都能極大的提高計(jì)算速度。
展開 銅管束接的最小插入尺寸和與銅管之間的距離應(yīng)滿足表5.4.5的要求，焊接應(yīng)采用充氮焊接，焊接的部位應(yīng)清潔、脫脂。
表5.4.5 銅管束接的最小插入尺寸和與銅管之間的距離(mm)
引自：《 多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)程 JGJ174-2010》
有時(shí)候畫網(wǎng)格發(fā)現(xiàn)想要設(shè)置的網(wǎng)格尺寸比較小，修改后恢復(fù)到系統(tǒng)默認(rèn)的一個(gè)值。那么如何調(diào)整這個(gè)最小網(wǎng)格尺寸的默認(rèn)值呢？那就是修改節(jié)點(diǎn)識(shí)別容差，但是不建議太小比如整體劃分到0.001這種，可以考慮換單位制。如果只是局部細(xì)化調(diào)整節(jié)點(diǎn)容差就行。
具體的操作就是：
容差調(diào)整應(yīng)該在菜單欄preference下的Meshing Options，然后如圖設(shè)置
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最小單元尺寸的最新內(nèi)容
Ansys Workbench ACT插件，由窗口選中體單元，提取體積和表面積，計(jì)算幾何特征尺寸
問題：
在FKM關(guān)于結(jié)構(gòu)疲勞評(píng)估計(jì)算方法中指出：零部件特征尺寸，影響疲勞結(jié)果評(píng)估。原因是材料的應(yīng)力壽命曲線是由標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試獲得的。當(dāng)零部件的特征尺寸與測(cè)試樣件不一致時(shí)，需要考慮零部件的特征尺寸這一因素。（一般而言，當(dāng)零部件的尺寸大于材料標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣件時(shí)，零部件的表面或內(nèi)部缺陷發(fā)生的概率會(huì)增加
在VirtualFlow中，界面寬度是恒定的，最小為一個(gè)單元的尺寸。由于顏色函數(shù)的平滑變化，粘度在兩個(gè)相位值之間平滑變化。但國外商軟的VOF方法會(huì)導(dǎo)致粘度的急劇變化并且會(huì)產(chǎn)生更厚的界面（至少兩個(gè)單元）。因此，界面單元進(jìn)行數(shù)值計(jì)算的流體物理性質(zhì)不同，這將導(dǎo)致界面的厚度會(huì)影響相之間的剪切應(yīng)力的傳遞。
然而它對(duì)時(shí)間步長(zhǎng)非常敏感，必須滿足穩(wěn)定條件，通常由最小單元尺寸和波速?zèng)Q定，因此分析可能需要大量增量步。盡管如此，顯式算法在復(fù)雜接觸問題和強(qiáng)非線性高頻動(dòng)力學(xué)問題（如沖擊、碰撞、爆炸、穿透）中具有明顯優(yōu)勢(shì)，能夠更真實(shí)地反映載荷傳遞過程。
單元類型
推薦網(wǎng)格類型
彎曲問題網(wǎng)格要求
扭曲敏感性
最小單元尺寸比
網(wǎng)格生成難度
關(guān)鍵區(qū)別：
網(wǎng)格類型：CSS8 和 C3D8I 強(qiáng)烈推薦使用六面體網(wǎng)格，對(duì)四面體和棱柱體網(wǎng)格的適應(yīng)性較差；而 SC8R 和 S4R 對(duì)四邊形和三角形網(wǎng)格都有較好的適應(yīng)性。
在Size Function中設(shè)置全局基礎(chǔ)尺寸為機(jī)翼弦長(zhǎng)的1/20（約15mm），針對(duì)機(jī)翼前緣（曲率半徑2mm）、翼梢小翼（高度50mm）等特征區(qū)域，啟用曲率自適應(yīng)加密功能，設(shè)置最小單元尺寸0.5mm，曲率法向增長(zhǎng)率1.2。
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</div><p><br></p><p><br></p><p> </p><p>對(duì)模型劃分網(wǎng)格，單元的最小尺寸應(yīng)接近于設(shè)置的顆粒間最小間距參數(shù)
4)影響ABAQUS/Explicit穩(wěn)定極限值的因素包括最小單元尺寸、材料特性、材料密度以及單元類型等。為了提高穩(wěn)定極限值并加快分析速度，應(yīng)選擇合適的網(wǎng)格密度，確保單元形狀規(guī)則，并在必要時(shí)應(yīng)用質(zhì)量縮放技術(shù)。
5)在ABAQUS/Explicit分析中，為避免數(shù)值振蕩，通常需要為模型定義阻尼，如體積粘性、材料阻尼、阻尼器單元和粘性壓力等。
發(fā)現(xiàn)最小單元尺寸為0.25 mm的網(wǎng)格分辨率與液相和氣相貫穿距和混合分?jǐn)?shù)分布的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。整體點(diǎn)火過程表明，早期反應(yīng)發(fā)生在稀燃側(cè)，并且第一階段點(diǎn)火在接近化學(xué)計(jì)量條件下開始，并傳播到更濃的混合物中，在此促進(jìn)點(diǎn)火，這是冷火焰?zhèn)鞑サ奶卣鳌Ｈ缓螅诙A段點(diǎn)火發(fā)生在富燃側(cè)。最后，穩(wěn)定的擴(kuò)散火焰形成，穩(wěn)定的火焰結(jié)構(gòu)在文中也被進(jìn)一步研究。
混合分?jǐn)?shù)的方差已經(jīng)被許多研究者所重視。
l 材料剛度增加穩(wěn)定極限降低，密度增加則提高；單一材料網(wǎng)格中，穩(wěn)定極限與最小單元尺寸大致成比例。
4．阻尼應(yīng)用：應(yīng)用質(zhì)量比例阻尼減弱低階頻率振蕩，剛度比例阻尼減弱高階頻率振蕩。
其中E為彈性模量，p為密度，v為泊松比
通過以上公式，計(jì)算每一個(gè)單元的時(shí)間步長(zhǎng)，例如：假設(shè)一個(gè)1mm*1mm四邊形單元，密度為1，彈性模量為1，泊松比為0.3，時(shí)間步長(zhǎng)縮放因子為0.9，該單元在DYNA顯示動(dòng)力學(xué)計(jì)算中的時(shí)間步長(zhǎng)為
通過上述算例，，可知當(dāng)某一模型完成網(wǎng)格建模、材料賦予后，模型的時(shí)間步長(zhǎng)則是一個(gè)確定值（模型中最小網(wǎng)格尺寸單元的時(shí)間步長(zhǎng)為模型的時(shí)間步長(zhǎng)
