船舶与海洋工程ANSYS有限元分析——局部结构细化分析解析
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船舶与海洋工程ANSYS有限元分析
——局部结构细化分析
为什么需要进行局部结构细化？
• 在船舶有限元分析过程中，对某些结构进行简化，当简 化处结构出现较大应力集中，应对此处结构进行细化；
• 模型已经进行网格划分，用户想在指定区域得到更好 的网格。（划分的好坏直接影响到解算的精度和速度）
• 对于用户关心的区域（例如应力集中区域），需要更为 精确的解；
集中区域进行细化，想要得到更为精确的解。 根据全船有限元（粗网格）计算结果及经验，建立局部精细网格，
进行疲劳强度评估。
交叉区域疲劳精细网格
约束：一端固支 载荷：一端施加点载荷 最大等效应力：300.066MPa
应力明显降低
例题2 有限元模型中不良网格的优化
工程背景： 在实际建模中，网格划分可以说是至关重要的一步，划分的好坏直接 影பைடு நூலகம்到解算的精度和速度。由于建模思路不同，往往会剖分出不合格 网格。因此需要对网格进行优化。
船级社规范对于网格剖分的要求： • 模型中尽可能避免出现三角形单元，特别是在高应力区域和开孔
例题1 舱口角隅处结构细化
工程背景： 在实际工程中，为了便于建模和有限元计算，全船的肘板均不予
建立；在甲板，舱壁等处的开口采用方形口，与实船开口形状有一定 差别。
因此，当上述简化结构处出现较大应力集中，需要对此处结构 进行细化。网格大小参照入级船级社规范。
有限元模拟舱口角隅结构细化：
约束：一端固支 载荷：一端施加点载荷 最大等效应力：333.856MPa
周围、肘板连接处和折角连接处等应力梯度大的区域； • 单元长宽比不超过4:1； • 三角形单元最小角不小于30°。
几何模型
原 始 结 构：
不 良 网 格：
有限元模型
几何模型
优 化 网 格：
应 力 对 比：
有限元模型
例题3 应力集中区的细化
工程背景： 在完成全船有限元（粗网格）分析后，需要对用户所关心的应力
——局部结构细化分析
为什么需要进行局部结构细化？
• 在船舶有限元分析过程中，对某些结构进行简化，当简 化处结构出现较大应力集中，应对此处结构进行细化；
• 模型已经进行网格划分，用户想在指定区域得到更好 的网格。（划分的好坏直接影响到解算的精度和速度）
• 对于用户关心的区域（例如应力集中区域），需要更为 精确的解；
集中区域进行细化，想要得到更为精确的解。 根据全船有限元（粗网格）计算结果及经验，建立局部精细网格，
进行疲劳强度评估。
交叉区域疲劳精细网格
约束：一端固支 载荷：一端施加点载荷 最大等效应力：300.066MPa
应力明显降低
例题2 有限元模型中不良网格的优化
工程背景： 在实际建模中，网格划分可以说是至关重要的一步，划分的好坏直接 影பைடு நூலகம்到解算的精度和速度。由于建模思路不同，往往会剖分出不合格 网格。因此需要对网格进行优化。
船级社规范对于网格剖分的要求： • 模型中尽可能避免出现三角形单元，特别是在高应力区域和开孔
例题1 舱口角隅处结构细化
工程背景： 在实际工程中，为了便于建模和有限元计算，全船的肘板均不予
建立；在甲板，舱壁等处的开口采用方形口，与实船开口形状有一定 差别。
因此，当上述简化结构处出现较大应力集中，需要对此处结构 进行细化。网格大小参照入级船级社规范。
有限元模拟舱口角隅结构细化：
约束：一端固支 载荷：一端施加点载荷 最大等效应力：333.856MPa
周围、肘板连接处和折角连接处等应力梯度大的区域； • 单元长宽比不超过4:1； • 三角形单元最小角不小于30°。
几何模型
原 始 结 构：
不 良 网 格：
有限元模型
几何模型
优 化 网 格：
应 力 对 比：
有限元模型
例题3 应力集中区的细化
工程背景： 在完成全船有限元（粗网格）分析后，需要对用户所关心的应力