搜索【技術篇】基于ANSYS經典界面的帶孔薄板的自適應網格劃分
2017-03-23 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
有限元技術的基本思想是用分片插值來逼近真實的函數。在一般情況下,真實函數是什么樣的這很難知道,但是通過縮小單元尺寸可以越來越逼近真實解。上述思想在有限元分析中就體現在加密網格以得到精確解。
為了進行網格加密,一般有限元軟件提供了具備網格加密的方式,有些也提供了自適應網格劃分方法來幫助用戶迅速找到收斂解。
下面給大家帶來一篇關于ANSYS是如何使用自適應網格劃分技術來自動得到收斂解的文章。
問題描述
一塊帶孔方板,一端固定,另外一端施加分布壓力,要求其中的應力分布。
已知方板長200mm,寬100mm,在正中間鉆一通孔,半徑為10mm。
問題分析
靜力學問題,平面應力,最簡單的線彈性問題。
為了得到問題的真實解,需要細分網格。
如果對整體細分網格,則會面臨一個問題:在左邊固定端的上下角點處,由于應力集中,此處的應力會隨著網格劃分細密而無限增大。真正應該細分的是中間空周圍。
如果是手工劃分方式來細分網格,也是可行的。不過這要手工細分多次,這里使用自適應網格劃分方法來自動細分網格。
為了只對中間關注區域進行網格細分,這里把整個面分為三部分,然后選中中間一塊面,對它進行自適應網格劃分。
計算的結果就是收斂的結果,不需要再次細分網格。
建模
(1)創建單元類型,設置材料模型
/PREP7
ET,1,PLANE42
MP,EX,1,2e11
MP,PRXY,1,0.3
上述命令確定用PLANE42單元來建模,并給出了彈性模量和泊松比。
(2)繪制帶孔方板
RECTNG,0,0.03,0,0.1
RECTNG,0.03,0.17,0,0.1
RECTNG,0.17,0.2,0,0.1
AGLUE,ALL
CYL4,0.1,0.05,0,,0.01
ASBA,4,2
上述命令首先以此創建三個相連的面,然后把它們粘接在一起,接著在中間創建一個圓面,然后減去該圓面,從而得到帶孔的方板模型。
這里把整體劃分為三個部分,是為了只對中間部分進行網格細分,因為基于力學理論我們知道,中間圓形周圍才是最危險處。如果我們對整體細分網格,會發現固定端角落點的應力會無限上升,這將使得自適應網格劃分失去意義。
(3)劃分網格
SMRT,OFF
AMESH,ALL
上述命令對整體劃分網格。網格劃分結果如下圖
(1.4)設置邊界條件
DL,4,,ALL
SFL,10,PRES,10E6
FINISH
上述命令固定了左端面,然后對右邊施加10MPa的均布壓力。結果如下圖
求解
/SOLU
ASEL,S,,,3
ADAPT,10,5,,0.25,2
上述命令選擇方板中間區域進行自適應網格劃分,并啟動靜力學分析。
在分析過程中,宏ADAPT會根據指定的誤差5%,來進行迭代計算。當前后兩次的能量誤差小于該值時,網格細分停止,此時認為結果已經收斂。
后處理
/POST1
ALLS
PLNSOL,S,EQV,0,1
上述命令查看等效應力云圖。
可見,中間孔上下邊緣最危險,應力達到29.5Mpa,該值是收斂值。
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