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在ABAQUS中，網(wǎng)格劃分的質(zhì)量往往代表著計(jì)算結(jié)果的精度。但在很多情況下，我們常常會(huì)遇到不規(guī)則截面，這些截面在劃分網(wǎng)格時(shí)，通常需要提前做一些處理，才能劃分出合適的網(wǎng)格。如果遇到圓形截面，那該怎么劃分呢？作者近期在做模擬時(shí)，遇到這樣一個(gè)情況：一塊鋼板上有三個(gè)圓形孔，該鋼板應(yīng)該怎么劃分網(wǎng)格呢？

開(kāi)篇點(diǎn)題，不說(shuō)廢話(huà)，直接給出生成梁單元的手動(dòng)操作方式和模塊化命令流。 手動(dòng)操作 介紹一下標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)梁單元截面特性，便于后續(xù)的梁單元建模和仿真。 1，CAD做成sat文件：首先生成面域 2，file導(dǎo)入ACIS 3，定義單元，劃分網(wǎng)格 ET,1,plane82 !

熱軋問(wèn)題存在很多種，包含結(jié)構(gòu)形狀軋制，其中型材通過(guò)軋輥以達(dá)到想要的形狀和截面。 結(jié)構(gòu)鋼是最長(zhǎng)使用的熱軋材料，通常結(jié)構(gòu)鋼的形狀包括I型梁，H型梁，T型梁，U型梁和通道。本例子使用I型梁進(jìn)行網(wǎng)格重劃分計(jì)算。 熱軋過(guò)程的描述 熱軋過(guò)程主要包含兩個(gè)階段，非穩(wěn)態(tài)和穩(wěn)態(tài)，熱軋過(guò)程的開(kāi)始和結(jié)束是非穩(wěn)態(tài)階段，剩余過(guò)程為穩(wěn)態(tài)階段。

劃分截面幾何 截面幾何用四邊形八節(jié)點(diǎn)單元（KEYOPT(1)=7）MESH200劃分，并在截面內(nèi)不同的組分給定合適的材料類(lèi)型。截面網(wǎng)格輸出到外部文檔中（SECWRITE），下列例子展示了如何將#1截面的網(wǎng)格數(shù)據(jù)輸出： 3. 定義梁截面類(lèi)型常數(shù)，每個(gè)有一個(gè)子類(lèi)型 梁單元截面網(wǎng)格子類(lèi)型由SECTYPE定義，截面網(wǎng)格從前一步儲(chǔ)存的網(wǎng)格導(dǎo)入。

對(duì)于框架的網(wǎng)格劃分，設(shè)置網(wǎng)格大小為0.05，布置在結(jié)構(gòu)上的種子如圖5所示，之后劃分網(wǎng)格，模型由綠色變?yōu)榍嗌硎?em>網(wǎng)格劃分完成。至此，該模型的前處理操作步驟完成，自上而下檢查模型設(shè)置，無(wú)誤后提交job manager求解。

對(duì)于一根三維實(shí)體梁，梁實(shí)際受到的外力是三維全局空間的，如果直接用全局坐標(biāo)系下三維的力來(lái)求梁的受力分析，那么就需要對(duì)梁劃分為三維的體單元求解，網(wǎng)格數(shù)目和計(jì)算效率比較差，一種簡(jiǎn)單方法是對(duì)那些細(xì)長(zhǎng)的梁（Abaqus認(rèn)為是細(xì)長(zhǎng)比>8），此時(shí)可以用簡(jiǎn)單的等效為線單元的形式來(lái)表達(dá)位移和外力的關(guān)系，這樣只要用一個(gè)線單元就可以表示這個(gè)三維實(shí)體梁了，大大簡(jiǎn)化了求解矩陣。

4.1 梁的幾何形狀當(dāng)開(kāi)始一個(gè)新項(xiàng)目時(shí)，首先設(shè)置項(xiàng)目名稱(chēng)和項(xiàng)目所在的位置；選擇分析類(lèi)型，由于我們的分析對(duì)象是梁，因此只選擇“結(jié)構(gòu)”即可；使用“二維”模型，模型大小選擇"100m",由于梁的長(zhǎng)度是26m,因此模型范圍要取得比實(shí)際尺寸大些；網(wǎng)格劃分類(lèi)型"Hexa/Quad"和網(wǎng)格維度"線性"都取默認(rèn)值。

圖1 1+6鋼絲繩三維模型 1.2 網(wǎng)格劃分策略ANSYS軟件中常用的網(wǎng)格劃分方法有自由網(wǎng)格劃分和映射網(wǎng)格劃分。這2種網(wǎng)格劃分方法對(duì)鋼絲繩進(jìn)行網(wǎng)格劃分都不能在鋼絲接觸位置準(zhǔn)確地生成節(jié)點(diǎn)。為了節(jié)約非線性計(jì)算的時(shí)間，在不影響研究數(shù)據(jù)可靠性的前提下更快更準(zhǔn)確地得到計(jì)算結(jié)果，本文采用分層切割且網(wǎng)格密度漸變的網(wǎng)格策略進(jìn)行網(wǎng)格劃分。

ANSYS中的自定義截面功能為用戶(hù)定義復(fù)雜截面提供了方便，然而部分同學(xué)在處理復(fù)雜截面時(shí)，有遇得到過(guò)明明截面外框尺寸都一樣，而網(wǎng)格劃分后打開(kāi)單元形狀發(fā)現(xiàn)截面出現(xiàn)偏離對(duì)不齊的情況。以下面的案例為例，此處自定義了兩個(gè)復(fù)雜箱梁截面，均采用在CAD建立好面域，導(dǎo)入ANSYS中劃分網(wǎng)格，然后在采用secwrite命令自定義截面。兩個(gè)截面的外觀尺寸完全一致，唯一不同的是內(nèi)部空心 形狀不一致！

激活lines按鈕，點(diǎn)擊選中前面新建的線后點(diǎn)擊面板中的mesh，觀察網(wǎng)格效果，確認(rèn)后點(diǎn)擊return完成網(wǎng)格劃分，這里沒(méi)有設(shè)置截面方向，因?yàn)閳A形截面是圓周中心對(duì)稱(chēng)的，任何方向計(jì)算的結(jié)果都是一樣的。該種方法建立的梁單元并不能顯示三維效果。2. 通過(guò)HyperBeam View創(chuàng)建圓形截面梁點(diǎn)擊下圖進(jìn)入HyperBeam View視圖。

圖11進(jìn)入1D面板，按照?qǐng)D12進(jìn)行設(shè)置，選擇之前創(chuàng)建的線體劃分網(wǎng)格，比較重要的是方向節(jié)點(diǎn)的選擇和方向的選擇，劃分好的網(wǎng)格顯示三維形狀，效果如圖13，可見(jiàn)建立的梁單元與原來(lái)的實(shí)體梁的外形位置完全一致，說(shuō)明創(chuàng)建成功。

本案例中Y型梁由三條基本梁組合而成；總結(jié)：在傳統(tǒng)流程中，CAE工程師需要先和設(shè)計(jì)部門(mén)溝通，然后由設(shè)計(jì)工程師創(chuàng)建CAD，再劃分網(wǎng)格，整個(gè)流程需要多部門(mén)協(xié)調(diào)，溝通成本巨大。應(yīng)用MeshWorks，CAE工程師可以自由的快速進(jìn)行方案迭代，無(wú)需等待CAD數(shù)據(jù)，革命性的改變了開(kāi)發(fā)流程！

對(duì)模型網(wǎng)格的劃分依然十分重要，選擇mesh命令，將環(huán)境更改為part，即為部件進(jìn)行網(wǎng)格劃分，這是由于實(shí)體定義設(shè)置為了非獨(dú)立實(shí)體，只能對(duì)部件進(jìn)行網(wǎng)格劃分，而不可加以裝配體上實(shí)現(xiàn)。由于工字型鋼梁相對(duì)還是比較規(guī)則，對(duì)工字梁進(jìn)行簡(jiǎn)單的模型分割之后就可直接對(duì)其網(wǎng)格劃分，設(shè)置網(wǎng)格大小為0.05，完成的網(wǎng)格劃分模型圖如圖4所示。由于模型的工況簡(jiǎn)單，設(shè)置默認(rèn)分析步后提交作業(yè)便完成求解。

矩形截面梁 B×H=300 mm × 400 mm，總長(zhǎng)度 L=6 000 mm，材料彈性模量 1.93× 105 MPa，泊松比 0.3，容重 79 kN/m3 。荷載為結(jié)構(gòu)自 重及跨中區(qū)域 500 kN 集中力。采用 MIDAS 軟件對(duì) 簡(jiǎn)支梁進(jìn)行建模分析，模型見(jiàn)圖 2，網(wǎng)格劃分見(jiàn)表1， 計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 2。

DIANA有限元分析的前處理過(guò)程包括定義梁的幾何形狀(beam geometry),設(shè)置材料性質(zhì)(material properties),定義梁的截面(cross-section definition), 設(shè)置邊界條件(boundary conditions), 施加載荷(loads)和劃分網(wǎng)格。所有這些工作都在“幾何”模塊內(nèi)完成。

網(wǎng)格劃分：雙擊 Modal 系統(tǒng)中的“Model”單元格進(jìn)入Mechanical界面。 1） 設(shè)置全局網(wǎng)格大小：在 左側(cè) “Outline” 面板 選中 Mesh。在右側(cè) “Details of Mesh” 面板：找到 “Element Size”輸入 0.1 m。 2） 右鍵點(diǎn)擊“Mesh”，選擇“Generate Mesh”進(jìn)行網(wǎng)格劃分。 5.