ANSYS第3章网格划分技术及技巧(完全版)

ANSYS 入门教程 (5) - 网格划分技术及技巧之
网格划分技术及技巧、网格划分控制及网格划分高级技术
第 3 章网格划分技术及技巧
3.1 定义单元属性
单元类型 / 实常数 / 材料属性 / 梁截面 / 设置几何模型的单元属性
3.2 网格划分控制
单元形状控制及网格类型选择 / 单元尺寸控制 / 部网格划分控制 / 划分网格
3.3 网格划分高级技术
面映射网格划分 / 体映射网格划分 / 扫掠生成体网格 / 单元有效性检查 / 网格修改
3.4 网格划分实例
基本模型的网格划分 / 复杂面模型的网格划分 / 复杂体模型的网格划分
创建几何模型后，必须生成有限元模型才能分析计算，生成有限元模型的方法就是对几何模型进行网格划分，网格划分主要过程包括三
个步骤：
⑴定义单元属性
单元属性包括：单元类型、实常数、材料特性、单元坐标系和截面号等。

⑵定义网格控制选项
★对几何图素边界划分网格的大小和数目进行设置；
★没有固定的网格密度可供参考；
★可通过评估结果来评价网格的密度是否合理。

⑶生成网格
★执行网格划分，生成有限元模型；
★可清除已经生成的网格并重新划分；
★局部进行细化。

3.1 定义单元属性
一、定义单元类型
1. 定义单元类型
命令：
ET, ITYPE, Ename, KOP1, KOP2, KOP3, KOP4, KOP5, KOP6, INOPR ITYPE - 用户定义的单元类型的参考号。

Ename - ANSYS 单元库中给定的单元名或编号，它由一个类别前缀和惟一的编号组成，类别前缀可以省略，而仅使用单元编号。

KOP1~KOP6 - 单元描述选项，此值在单元库中有明确的定义，可参考单元手册。

也可通过命令KEYOPT进行设置。

INOPR - 如果此值为 1 则不输出该类单元的所有结果。

例如：
et,1,link8 ! 定义 LINK8 单元，其参考号为 1；也可用 ET,1,8
定义
et,3,beam4 ! 定义 BEAM4 单元，其参考号为 3；也可用 ET,3,4 定义
2. 单元类型的 KEYOPT
命令：KEYOPT, ITYPE, KNUM, VALUE
ITYPE - 由ET命令定义的单元类型参考号。

KNUM - 要定义的 KEYOPT 顺序号。

VALUE - KEYOPT 值。

该命令可在定义单元类型后，分别设置各类单元的 KEYOPT 参数。

例如：
et,1,beam4 ! 定义 BEAM4 单元的参考号为 1
et,3,beam189 ! 定义 BEAM189 单元的参考号为 3
keyopt,1,2,1 ! BEAM4 单元考虑应力刚度时关闭一致切线刚度矩阵keyopt,3,1,1 ! 考虑 BEAM189 的第 7 个自由度，即翘曲自由度
! 当然这些参数也可在 ET 命令中一并定义，如上述四条命令与下列两条命令等效：
et,1,beam4,,1
et,3,beam189,1
3. 自由度集
命令：DOF, Lab1, Lab2, Lab3, Lab4, Lab5, Lab6, Lab7, Lab8, Lab9, Lab10
4. 改变单元类型
命令：ETCHG, Cnv
5. 单元类型的删除与列表
删除命令：ETDELE, ITYP1, ITYP2, INC
列表命令：ETLIST, ITYP1, ITYP2, INC
二、定义实常数
1. 定义实常数
命令：R,NSET,R1,R2,R3,R4,R5,R6
续：RMORE,R7,R8,R9,R10,R11,R12
......
其中：
NSET - 实常数组号（任意），如果与既有组号相同，则覆盖既有组号定义的实常数。

R1～R12 - 该组实常数的值。

使用 R 命令只能一次定义 6 个值，如果多于 6 个值则采用续行命令 RMORE 增加另外的值。

每重复执行 RMORE 一次，则该组实常数增加 6 个值，如 7～12、13～18、19～24 等。

★各类单元有不同的实常数值，其值的输入必须按单元说明中的顺序；
★如果实常数值多于单元所需要的，则仅使用需要的值；如果少于所需要的，则以零值补充。

★一种单元可有多组实常数，也有一些单元不需要实常数 (如实体单元)。

例如 BEAM4 单元，需要的实常数值有 12 个：
AREA、IZZ、IYY、TKZ、TKY、THETA 和 ISTRN、IXX、SHEARZ、SHEARY、SPIN、ADDMAS
设采用直径为 0.1m 的圆杆，其实常数可定义为：
D=0.1
PI=acos(-1)
a0=pi*d*d/4
I0=pi*D**4/64
IX=pi*D**4/32
R,3,a0,i0,i0,d,d,0 ! 定义第 3 组实常数的 AREA、IZZ、IYY、TKZ、TKY、THETA
Rmore,0,ix,0,0,0,2.0 ! 定义第 3 组实常数的其它实常数值
2. 变厚度壳实常数定义
命令：RTHICK,Par,ILOC,JLOC,KLOC,LLOC
Par - 节点厚度的数组参数（以节点号引用），如 mythick(19) 表示在节点 19 的壳体厚度。

ILOC - 单元I节点的厚度在实常数组中的位置，缺省为 1。

JLOC---单元J节点的厚度在实常数组中的位置，缺省为 2。

KLOC---单元K节点的厚度在实常数组中的位置，缺省为 3。

LLOC---单元L节点的厚度在实常数组中的位置，缺省为 4。

该命令后面的四个参数顺序与节点厚度的关系比较复杂，例如设某个单元：节点厚度数组为 MYTH；单元节点顺序： I J K L；节点编号： NI NJ NK NL； RTHICK 命令参数：3 2 4 1；IJKL 节点厚度： MYTH(NL)、MYTH(NJ)、MYTH(NI)、MYTH(NK)。

典型的如壳厚度为位置的函数，其命令流如下：
finish $ /clear $ /PREP7
ET,1,63 $ blc4,,,10,10 $ ESIZE,0.5 $ AMESH,1
MXNODE = NDINQR(0,14) ! 得到最大节点号
*DIM,THICK,,MXNODE ! 定义数组，以存放节点厚度
*DO,i,1,MXNODE ! 以节点号循环对厚度数组赋值
THICK(i) = 0.5 + 0.2*NX(i) + 0.02*NY(i)**2
*ENDDO
! 结束循环
RTHICK,THICK(1),1,2,3,4 ! 赋壳厚度
/ESHAPE,1.0 $ eplot !带厚度显示壳单元
3. 实常数组的删除与列表
删除命令：RDELE, NSET1, NSET2, NINC
列表命令：RLIST, NSET1, NSET2, NINC
其中 NSET1,NSET2,NINC - 实常数组编号围和编号增量，
缺省时 NSET2 等于 NSET1 且 NINC=1。

NSET1 也可为 ALL。

三、材料属性
每一组材料属性有一个材料参考号，用于识别各个材料特性组。

一个模型中可有多种材料特性组。

1. 定义线性材料属性
命令：MP,Lab,MAT,C0,C1,C2,C3,C4
Lab - 材料性能标识，其值可取：
EX：弹性模量（也可为 EY、EZ）。

ALPX：线膨胀系数（也可为 ALPY、ALPZ）。

PRXY：主泊松比（也可为 PRYZ、PRXZ）。

NUXY：次泊松比（也可为 NUYZ、NUXZ）。

GXY：剪切模量（也可为 GYZ、GXZ）。

DAMP：用于阻尼的K矩阵乘子，即阻尼比。

DMPR：均质材料阻尼系数。

MU：摩擦系数。

DENS：质量密度。

MAT - 材料参考号，缺省为当前的 MAT 号（由 MAT 命令确定）。

C0 - 材料属性值，如果该属性是温度的多项式函数，则此值为多项式的常数项。

C1～C4 - 分别为多项式中的一次、二次、三次、四次项系数，如为 0 或空，则定义一个常数的材料性能。

2. 定义线性材料属性的温度表
命令：MPTEMP, STLOC, T1, T2, T3, T4, T5, T6
3. 定义与温度对应的线性材料特性
命令：MPDATA, Lab, MAT, STLOC, C1, C2, C3, C4, C5, C6
4. 复制线性材料属性组
命令：MPCOPY, --, MATF, MATT
5. 改变指定单元的材料参考号
命令：MPCHG, MAT, ELEM
6. 线性材料属性列表和删除
列表命令：MPLIST, MAT1, MAT2, INC, Lab, TEVL
删除命令：MPDELE, Lab, MAT1, MAT2,I NC
7. 修改与线胀系数相关的温度
命令：MPAMOD, MAT, DEFTEMP
8. 计算生成线性材料温度表
命令：MPTGEN, STLOC, NUM, TSTRT, TINC
9. 绘制线性材料特性曲线
命令：MPPLOT, Lab, MAT, TMIN, TMAX, PMIN, PMAX
10. 设置材料库读写的缺省路径
命令：/MPLIB, R-W_opt, PATH
11. 读入材料库文件
命令：MPREAD, Fname, Ext, --, LIB
12. 将材料属性写入文件
命令：MPWRITE, Fname, Ext, --, LIB, MAT
13. 激活非线性材料属性的数据表
命令：TB, Lab, MAT, NTEMP, NPTS, TBOPT, EOSOPT
14. 定义 TB 温度值
命令：TBTEMP, TEMP, KMOD
15. 定义 TB 数据表中的数据
命令：TBDATA, STLOC, C1, C2, C3, C4, C5, C6
16. 定义非线性数据曲线上的一个点
命令：TBPT, Oper, X, Y
17. 非线性材料数据表的删除和列表
删除命令：TBDELE, Lab, MAT1, MAT2, INC
列表命令：TBLIST, Lab, MAT
18. 非线性材料数据表的绘图
命令：TBPLOT, Lab, MAT, TBOPT, TEMP, SEGN
四、梁截面
★ BEAM18x 单元，需定义单元的横截面（称为梁截面）；
★ BEAM44也可使用梁截面也可输入截面特性实常数；
★仅 BEAM18x 可使用多种材料组成的截面；
★仅 BEAM18x 可使用变截面梁截面，而 BEAM44 可输入实常数。

1. 定义截面类型和截面 ID
命令：SECTYPE,SECID,Type,Subtype,Name,REFINEKEY
SECID - 截面识别号，也称为截面 ID 号。

Type - 截面用途类型，其值可取：
BEAM：定义梁截面，应用于等截面时，见下文。

TAPER：定义渐变梁截面（变截面梁）。

SHELL：定义壳
PRETENSION：定义预紧截面
JOINT：连接截面，如万向铰。

Subtype - 截面类型，对于不同的 Type 该截面类型不同，如：
当 Type=BEAM 时，Subtype 可取：
RECT：矩形截面； QUAD：四边形截面； CSOLID：实心圆形截面； CTUBE：圆管截面；CHAN：槽形截面； I：工字形截面； Z：Z形截面； L：L形截面；
T：T形截面； HATS：帽形截面； HREC：空心矩形或箱形； ASEC：任意截面；MESH：自定义截面
当 Type=JOINT（有刚度可大角度旋转）时，Subtype 可取：
UNIV：万向铰； REVO：销铰或单向铰；
Name - 8 个字符的截面名，字符可包含字母和数字。

REFINEKEY - 设置薄壁梁截面网格的精细水平，有 0（缺省）～5（最精细）六个水平。

2. 定义梁截面几何数据（Type = BEAM）
命令：SECDATA, VAL1, VAL2, VAL3, VAL4, VAL5, VAL6, VAL7, VAL8, VAL9, VAL10 其中 VAL1~VAL10 为数值，如厚度、边长、沿边长的栅格数等，每种截面的值是不同的。

ANSYS 定义了 11 种常用的截面类型，每种截面输入数据如下：
⑴ Subtype = RECT：矩形截面
输入数据：B,H,Nb,Nh
B - 截面宽度。

H - 截面高度。

Nb - 沿宽度 B 的栅格数（cell），缺省为 2。

Nh - 沿高度 H 的栅格数，缺省为 2。

⑵ Subtype = QUAD：四边形截面
输入数据：yI, zI, yJ, zJ, yK, zK, yL, zL, Ng, Nh yI,zI,yJ,zJ,yK,zK,yL,zL - 各点坐标值。

Ng,Nh - 沿 g 和 h 的栅格数，缺省均为 2。

如果输入一个相同的坐标，可以退化为三角形。

⑶ Subtype = CSOLID：实心圆截面
输入数据：R, N, T
R - 半径。

N - 圆周方向划分的段数，缺省为 8。

T - 半径方向划分的段数，缺省为 2。

⑷ Subtype=CTUBE：圆管截面
输入数据：Ri, R0, N
Ri - 管的半径。

R0 - 管的外半径。

N - 沿圆周的栅格数，缺省为 8。

⑸ Subtype = CHAN：槽形截面
输入数据：W1, W2, W3, t1, t2, t3
W1,W2 - 翼缘宽度。

W3 - 全高。

t1,t2 - 翼缘厚度。

t3 - 腹板厚度
⑹ Subtype = I：工字形截面
输入数据：W1,W2,W3,t1,t2,t3
W1,W2 - 翼缘宽度。

W3 - 全高。

t1,t2 - 翼缘厚度。

t3 - 腹板厚度
⑺ Subtype = Z： Z 形截面
输入数据：W1, W2, W3, t1, t2, t3
W1,W2 - 翼缘宽度。

W3 - 全高。

t1,t2 - 翼缘厚度。

t3 - 腹板厚度
⑻ Subtype = L： L 形截面
输入数据：W1, W2, t1, t2
W1,W2 - 腿长。

t1,t2 - 腿厚度。

⑼ Subtype = T：T 形截面
输入数据：W1,W2,t1,t2
W1 - 翼缘宽长。

W2 - 全高。

t1 - 翼缘厚度。

t2 - 腹板厚度。

⑽ Subtype = HATS：帽形截面
输入数据：W1,W2,W3,W4,t1,t2,t3,t4,t5
W1,W2 - 帽沿宽度。

W3 - 帽顶宽度。

W4 - 全高。

t1,t2 - 帽沿厚度。

t3 - 帽顶厚度。

t4,t5 - 腹板厚度。

⑾ Subtype = HREC：空心矩形截面或箱形截面
输入数据：W1,W2,t1,t2,t3,t4
W1 - 截面全宽。

W2 - 截面全高。

t1,t2,t3,t4 - 壁厚。

⑿ Subtype = ASEC：任意截面
输入数据：A, Iyy, Iyz, Izz, Iw, J, CGy, CGz, SHy, SHz
A - 截面面积。

Iyy - 绕 y 轴惯性矩。

Iyz - 惯性积。

Izz - 绕 z 轴惯性矩。

Iw - 翘曲常数。

J - 扭转常数。

Cgy - 质心的 y 坐标。

CGz - 质心的 z 坐标。

SHy - 剪切中心的 y 坐标。

SHz - 剪切中心的 z 坐标。

⒀ Subtype = MESH：自定义截面
当截面不是常用的 11 个截面时，可采用自定义截面。

自定义截面具有很大的灵活性，可定义任意形状的截面，材料也可不同，因此对于梁截面该自定义截面可满足各种情况下的使用要求。

自定义截面要使用 SECWRITE 命令和 SECREAD 命令。

梁截面定义示例：
finish $ /clear $ /prep7
sectype,1,beam,rect ! 定义矩形截面，ID=1 secdata,2,3
sectype,2,beam,quad ! 定义四边形截面，ID=2 secdata,-1,-1,1.2,-1.2,1.4,1.3,-1.1,1.2
sectype,3,beam,csolid ! 定义实心圆截面，ID=3 secdata,4
sectype,4,beam,ctube ! 定义圆管截面，ID=4 secdata,8,9
sectype,5,beam,chan ! 定义槽形截面，ID=5 secdata,80,90,160,10,12,8
sectype,6,beam,i ! 定义工字形截面，ID=6
secdata,80,60,150,10,8,12
sectype,7,beam,z ! 定义 Z 形截面，ID=7
secdata,70,80,120,10,10,8
sectype,8,beam,l ! 定义 L 形截面，ID=8
secdata,120,70,8.5,8.5
sectype,9,beam,t ! 定义 T 形截面，ID=9
secdata,120,140,10,12
sectype,10,beam,hats ! 定义帽形截面，ID=10 secdata,40,50,60,130,10,12,16,10,10
sectype,11,beam,hrec ! 定义箱形截面，ID=11 secdata,40,50,10,10,10,10
! 可采用 SECPLOT,ID（ID 输入相应的号）查看截面及数据。

3. 定义变截面梁几何数据（Type = TAPER）
命令：SECDATA, Sec_IDn, XLOC, YLOC, ZLOC
Sec_IDn - 已经定义的梁截面识别号，用于端点 1（I）和 2（J）截面 ID。

XLOC,YLOC,ZLOC -
整体坐标系中
Sec_IDn 的位置坐标。

变截面梁的定义首先需要定义两个梁截面，然后根据拟定义的变截面梁再定义各个梁截面 ID 所在的空间位置。

两端的两个截面拓扑关系相同，即必须具有相同的 Subtype 类型、相同的栅格数和相同的材料号。

例如下面给出了工字形截面的变截面应用示例。

finish $ /clear $ /prep7
sectype,1,beam,I
secdata,160,120,200,10,10,8 ! 定义梁截面 ID=1 及其数据sectype,2,beam,I
secdata,320,240,300,16,16,12 ! 定义梁截面 ID=2 及其数据
! 创建 3 个关键点和一条线
k,1 $ k,2,800,300 $ k,100,400,400 $ l,1,2
sectype,3,taper ! 定义变截面梁Id=3
secdata,1,kx(1),ky(1),kz(1) ! 一个端点的截面采用 ID1,位置用坐标给出
secdata,2,kx(2),ky(2),kz(2) ! 另一端点的截面采用 ID2,位置用坐标给出
et,1,beam189 $ mp,ex,1,2.1e5 $ mp,prxy,1,0.3 ! 定义单元及材料属性
lesize,all,,,8 $ latt,1,,1,,100,,3 $ lmesh,all! 网分控制、为线赋单元属性、网分
/eshape,1 $ eplot ! 查
看单元形状
4. 定义截面偏移
当 Type=BEAM 时命令：
SECOFFSET, Location, OFFSETY, OFFSETZ, CG-Y, CG-Z, SH-Y, SH-Z
Location - 偏移有 4 个选择位置，分别为：
CENT：梁节点偏移到质心（缺省）。

SHRC：梁节点偏移到剪心。

ORIGIN：梁节点偏移到横截面原点。

USER：梁节点偏移到用户指定位置（相对横截面原点），由OFFSETY,OFFSETZ 确定。

OFFSETY,OFFSETZ - 仅当 Location=USER 时，梁节点相对于横截面原点的偏移量。

CG-Y, CG-Z,SH-Y,SH-Z - 用于覆盖程序自动计算的质心和剪心位置。

高级用户可用其创建复合材料的横截面模型。

还可使用SECCONTROL 命令控制横截面剪切刚度。

当 Type=SHELL 时命令：
SECOFFSET, Location,OFFSET
Location - 偏移也有 4 个选择位置，分别为：
TOP：壳节点偏移到顶面。

MID：壳节点偏移到中面。

BOT：壳节点偏移到底面。

USER：用户定义，偏移梁由 OFFSET 指定。

OFFSET - 仅当 Location=USER 时，相对于中面的偏移距离。

5. 梁截面特性列表
命令：SLIST, SFIRST, SLAST, SINC, Details, Type
6. 删除所定义的截面
命令：SDELETE, SFIRST, SLAST, SINC, KNOCLEAN
其中 KNOCLEAN 为预紧单元清除参数，如为 0 则删除预紧单元并通过 PMESH 再形成；如为 1 则不删除预紧单元。

其余参数同 SLIST 命令。

7. 绘制所定义截面
命令：SECPLOT, SECID, VAL1, VAL2
SECID - 截面 ID 号。

VAL1,VAL2 - 输出控制参数。

对 BEAM：VAL1 = 0 则不显示栅格；VAL1 = 1 则现实栅格。

对 SHELL：VAL1 和 VAL2 表示显示层号的围。

8. 自定义截面的存盘和读入
存盘命令：SECWRITE, Fname, Ext, --, ELEM_TYPE
读入命令：SECREAD, Fname, Ext, --, Option
Fname - 文件名及其路径（可达 248 个字符）。

Ext - 文件名的扩展名，缺省为“SECT”。

ELEM_TYPE - 单元类型属性指示器，此参数意义不大。

Option - 从何处读入的控制参数。

如 Option=LIBRARY（缺省）则从截面库中读入截面数据。

如 Option=MESH 则从用户网分的截面文件中读入，该文件包含了栅格和栅点等数据。

创建自定义截面的基本步骤有：
① 创建 2D 面，可完全表达截面形状。

② 定义且仅能定义 PLANE82 或 MESH2000 单元，如果有多种材料则定义材料号。

③ 定义网分控制并划分网格。

④ 用 SECWRITE 命令写入文件。

⑤ 用 SECTYPE 和 SECREAD 命令定义截面 ID 等。

示例：
截面由两种材料组成，其分界线如图中所示，其自定义截面命令流如下：
! EX3.2 自定义多种材料截面
finish $ /clear $ /prep7
Ro=1.5 $ Ri=1.0 ! 定义两个半径
csys,1 $ cyl4,,,ri $ cyl4,,,ro ! 设置柱坐标系，创建两个圆面aptn,all ! 作面分割运算
wprota,,90$asbwa,all ! 切分面wprota,,,90 $ asbw,all $ wpcsys ! 切分面
et,1,plane82 ! 定义单元类型为 PLANE82
mymat1=4 $ mymat2=7 ! 定义两个材料参数，分别赋值 4 和 7
mp,ex,mymat1,1.0 $ mp,ex,mymat2,2.0 ! 定义材料参考号，具体特性可任意asel,s,loc,x,0,ri $ aatt,mymat1,,1 ! 部圆面为材料 mymat1 asel,s,loc,x,ri,ro $ aatt,mymat2,,1 ! 外部环面为材料 mymat2 allsel$esize,0.25 $ mshape,0,2d ! 定义网格控制、单元形状mshkey,1 $ amesh,all ! 定义网格划分方式并网分
secwrite,mycsolid,sect ! 将截面写入mycsolid.sect 文件
! 下面准备读入截面并使用
finish $ /clear $ /prep7
et,1,beam189 ! 定义单元类型为 BEAM189
mym1=4 $ mym2=7 ! 定义两个材料参数，此值与 MYMAT 对应
mp,ex,mym1,3.0e10
mp,prxy,mym1,0.167 ! 定义材料参考号 MYM1 和具体特性值
mp,ex,mym2,2.1e11
mp,prxy,mym2,0.3 ! 定义材料参考号 MYM2 和具体特性值
sectype,1,beam,mesh ! 定义用户梁截面
secread,mycsolid,sect,,mesh ! 读入 mysolid.sect 文件
k,1$k,2,,,10 $ l,1,2 $ lesize,all,,,20 ! 创建关键点和线，及线的网格划分控制
latt,,,1,,,,1 ! 此处采用了缺省材料参考号，即便指定材料参考
号也不起作用
lmesh,all $ /eshape,1 ! 划分网格，打开单元形状
/pnum,mat,1$ eplot ! 显示单元材料参考号，并显示单元
特别注意的是材料参考号在 SECWRITE 之前就确定了，而在使用该截面时只能使用相同的材料参考号。

但在前者中可任意设置材料特性值，也就是说在前者中的材料具体特性值没有意义，仅材料参考号有意义。

9. 定义层壳单元的数据（Type=SHELL）
命令：SECDATA, TK, MAT, THETA, NUMPT
该命令仅使用于 SHELL131、SHELL132、SHELL181、SHELL208、SHELL209 单元。

10. 定义预紧截面的数据（Type= PRETENSION）
命令：SECDATA, node, nx, ny, nz
修改预紧截面数据可采用 SECMODIF 命令。

11. 定义连接数据（Type=JOINT）
当 Subtype= REVO 时命令：SECDATA ,,,angle1
当 Subtype= UNIV 时命令：SECDATA ,,,angle1,,angle3
五、设置几何模型的单元属性
前面介绍了如何定义单元类型、实常数、材料属性、梁截面等单元属性，但与几何模型还没有任何关系。

如何将这些属性与几何模型关联呢？这就是对几何模型进行单元属性的设置，即将这些属性赋予几何模型。

赋予几何模型单元属性，仅 4 个命令:
KATT, LATT, AATT, VATT（简称 xATT 命令）。

1. 设置关键点单元属性
命令：KATT, MAT, REAL, TYPE,ESYS
其中 MAT, REAL, TYPE, ESYS 分别为材料号、实常数号、单元类型号、坐标系编号。

该命令为所选择的所有关键点设置单元属性，而通过这些关键点复制生成的关键点也具有相同的属性。

如果关键点在划分网格时没有设置属性，则其属性由当前的“ MAT、REAL、TYPE、ESYS”等命令设置。

在划分网格前如要改变其属性，只需重新执行 KATT 命令设置，
如果其命令参数为 0 或空，则删除相关的属性。

如果 MAT,REAL,TYPE,ESYS 参数中任意一个定义为 -1，则设置保持不变。

2. 设置线的单元属性
命令：LATT, MAT, REAL, TYPE, --, KB, KE, SECNUM
MAT,REAL,TYPE - 同 KATT 中的参数。

KB,KE - 线始端和末端的方位关键点。

ANSYS 在对梁划分网格时，使用方
位关键点确定梁截面的方向。

对于梁截面沿线保持同一方位时，可仅使用 KB 定位；预扭曲梁（麻花状）可能需要两个方位关键点定位。

SECNUM - 梁截面 ID 号。

该命令为所选择的线设置单元属性，但由 KB 和 KE 指定的值仅限于所选择的线，因此通过这些线复制生成的线则不具有这些属性（即 KB 或 KE 不能一同复制）。

但如不使用 KB 和 KE 时，通过这些线复制生成的线具有同样的属性。

不指定单元属性、修改其单元属性与 KATT 命令类似，可参照处理。

在命令 LATT 中如果没有指定 KB 和 KE 则采用缺省的截面方位，缺省截面方位的确定方法是截面的xoz坐标平面总是垂直总体直角坐标系的 XOY 平面，且截面至少有一个坐标轴与总体坐标轴方向相同或接近。

如果使用 KB 和 KE 确定截面方位，则始点截面 yoz 平面垂直于 KP1、KP2 和 KB 组成的平面且截面的 z 轴指向 KB 侧；同理，末端截面截面 yoz 平面也垂直于 KP1、KP2 和KE 组成的平面且截面的 z 轴指向 KE 侧。

如果 KB 和 KE 在不同的方向，则截面方位是变化的，沿线形成麻花状截面。

finish $ /clear $ /prep7
et,1,beam189 $ mp,ex,1,2.1e5 $ mp,prxy,1,0.3 ! 定义单元类型和材料属性sectype,1,beam,i$secdata,100,40,160,10,10,8 ! 定义梁截面 ID=1 和截面数据
l0=1000 $ dl=500 $ dxc=400 ! 定义几个参数
k,1 $ k,2,,,l0 $ l,1,2 ! 创建关键点和线
k,100,,dl $ k,200,dxc,-dl $ k,300,2*dxc,dl ! 定义定位关键点
k,301,2*dxc+dl $ k,400 $ k,500,8*dxc
lgen,5,1,,,dxc
! 复制生成5条线
lsel,s,,,1 $latt,1,,1,,100,,1 ! 线 1 定位点 KB=100
lsel,s,,,2 $latt,1,,1,,200,,1 ! 线 2 定位点 KB=200
lsel,s,,,3 $latt,1,,1,,300,301,1 ! 线 3 定位点KB=300, KE=301
lsel,s,,,4 $latt,1,,1,,400,,1 ! 线 4 定位点 KB=400
lsel,s,,,5 $latt,1,,1,,500,,1 ! 线 5 定位点 KB=500
lsel,all $ lesize,all,,,50 ! 定义网格划分控制
lmesh,all $ /eshape,1 $ eplot ! 划分网格并
显示
3. 设置面的单元属性
命令：AATT, MAT, REAL, TYPE, ESYS, SECN
MAT,REAL,TYPE - 同 KATT 中的参数。

SECN - 截面 ID 号（由 SECTYPE 命令定义）。

该命令为所选择的面设置单元属性，通过这些面复制生成的面也具有同样的属性。

4. 设置体的单元属性
命令：VATT, MAT, REAL, TYPE, ESYS
其中参数与 KATT 命令中的参数意义相同。

上述 4 个命令中，LATT 略复杂些，主要是定义梁截面的方位，其余命令则相对容易。

xATT 命令都是对所选择的没有划分网格的几何图素设置的单元属性，一旦划分网格，不容许再用 xATT 命令设置属性。

3.2 网格划分控制
在 3.1 节中介绍了如何定义单元属性和怎样赋予几何图素这些性质，这里则介绍如何控制网格密度或大小、划分怎样的网格及如何实施划分网格等问题。

但是网格划分控制不是必须的，因为采用缺省的网格划分控制对多数模型都是合适的；如果不设置网格划分控制则 ANSYS 自动采用缺省设置对网格进行划分。

一、单元形状控制及网格类型选择
1. 单元形状控制
命令：MSHAPE, KEY, Dimension
KEY - 划分网格的单元形状参数，其值可取：
KEY=0：如果 Dimension=2D 则用四边形单元划分网格；如果Dimension=3D 则用六面体单元划分网格。

KEY=1：如果 Dimension=2D 则用三角形单元划分网格；如果Dimension=3D 则用四面体单元划分网格。

在设置该命令的参数时，应考虑所定义的单元类型是否支持这种单元形状。

2. 网格类型选择
命令：MSHKEY, KEY
其中 KEY 表示网格类型参数，其值可取：
KEY=0（缺省）：自由网格划分（free meshing）
KEY=1：映射网格划分（mapped meshing）
KEY=2：如果可能则采用映射网格划分，否则采用自由网格划分。

单元形状和网格划分类型的设置共同影响网格的生成，二者的组合不同，所生成的网格也不相同。

ANSYS支持的单元形状和网格划分类型组合
没有指定单元形状和网格划分类型时将发生的情况
3. 中间节点的位置控制
命令：MSHMID, KEY
其中 KEY 为边中间节点位置控制参数，其值可取：
KEY=0（缺省）：边界区域单元边上的中间节点与区域线或面的曲率一致。

KEY=1：设置所有单元边上的中间节点使单元边为直的，允许沿曲线进行粗糙的网格划分。

KEY=2：不生成中间节点，即消除单元的中间节点。

上述几条命令的应用示例如下命令流。

! EX3.4 A 两种单元形状和两种网格划分比较
finish $ /clear $ /prep7
et,1,plane82 ! 定义单元类型
k,1 $ k,2,8 $ k,3,7,6 $ k,4,1,6 ! 创建关键点
a,1,2,3,4 $ esize,1 ! 创建面、定义单元尺寸
mshape,0 $ mshkey,0 ! 四边
形单元、自由网格划分
! mshape,0 $ mshkey,1 !四边形形状、映射网格划分! mshape,1 $ mshkey,1 !三角形形状、映射网格划分! mshape,1 $ mshkey,0 !三角形形状、自由网格划分
对于中间节点的位置控制比较如下命令流所示。

! EX3.4B 中间节点位置控制网格划分比较
finish $ /clear $ /prep7
et,1,plane82 $ cyl4,,,4,,8,60 $ lesize,all,,,2 ! 定义单元类型、创建面、设置单元尺寸
mshape,0 $ mshkey,1 ! 设置四边形单元形状、映射网格划分类型
mshmid,0 !（缺省）中间节点在曲边上，与几何模型一致
!mshmid,1 ! 中间节点在直线的单元边上，与几何模型有差别
!mshmid,2 ! 无中间节点，与几何模型有差别
amesh,all ! 划分网格
二、单元尺寸控制
单元尺寸控制命令有 DESIZE、SMRTSIZE 及 AESIZE、LESIZE、KESIZE、ESIZE 等 6 个命令。

DESIZE 命令为缺省的单元尺寸控制，通常用于映射网格划分控制，也可用于自由网格划分但此时必须关闭 SMRTSIZE 命令；
SMRTSIZE 命令仅用于自由网格划分而不能用于映射网格划分。

因此可以说映射网格划分采用 DESIZE 命令，而自由网格划分采用 SMRTSIZE 命令。

1. 映射网格单元尺寸控制的 DESIZE 命令
命令：DESIZE, MINL, MINH, MXEL, ANGL, ANGH, EDGMN, EDGMX, ADJF, ADJM MINL - 当使用低阶单元时每条线上的最小单元数，缺省为 3。

如 MINL=DEFA 则采用缺省值；
如 MINL=STAT 则列表输出当前的设置状态；
如 MINL=OFF 则关闭缺省的单元尺寸设置；
如 MNIL=ON 则重新激活缺省的单元尺寸设置（缺省时该命令是激活的）。

MINH - 当使用高阶单元时每条线上的最小单元数，缺省为 2。

ANGL - 曲线上低阶单元的最大跨角，缺省为15°。

ANGH - 曲线上高阶单元的最大跨角，缺省为28°。

EDGMN - 最小的单元边长，缺省则不限制。

EDGMX - 最大的单元边长，缺省则不限制。

ADJF - 仅在自由网格划分时，相近线的预定纵横比。

对 h 单元缺省为 1（等边长），对 p 单元缺省为 4。

ADJM - 仅在映射网格划分时，相邻线的预定纵横比。

对h单元缺省为 4（矩形），对 p 单元缺省为 6。

DESIZE 命令的缺省设置仅在没有用 KESIZE、LESIZE、AESIZE、ESIZE 指定单元尺寸时使用，即该命令设置的级别低于上述 4 个命令（与命令的先后顺序无关）。

2. 自由网格单元尺寸控制的 SMRTSIZE 命令
命令：
SMRTSIZE, SIZLVL, FAC, EXPND, TRANS, ANGL, ANGH, GRATIO, SMHLC, SMANC, MXITR, SPRX
SIZLVL - 网格划分时的总体单元尺寸等级，控制网格的疏密程度，可取：
N：智能单元尺寸等级值，其值在 1（精细）～10（粗糙）之间，此时其它参数无效。

STAT - 列表输出 SMRTSIZE 设置状态。

DEFA - 恢复缺省的 SMRTSIZE 设置值。

OFF - 关闭智能化网格划分。

3. 局部网格划分单元尺寸控制
映射网格和自由网格划分的单元尺寸控制，总体上可分别采用 DESIZE 和 SMRTSIZE 命令进行设置，以获得缺省的单元尺寸和网格。

但大多数情况下仍需要深入网格划分过程，以获得理想或满意的网格和单元尺寸，这时可通过 LESIZE、KESIZE 和 ESIZE 更多地进行控制。

⑴线的单元尺寸定义
命令：LESIZE, NL1, SIZE, ANGSIZ, NDIV, SPACE, KFORC, LAYER1, LAYER2, KYNDIV NL1 - 线编号，其值可取 ALL、组件名或装配名及 P 进入 GUI 选择线。

SIZE - 如 NDIV 为空，则 SIZE 为单元边长。

分段数将自动根据线长计算并圆整，如 SIZE 为 0 或空，则采用 ANGSIZ 或 NDIV 参数。

ANGSIZE - 将曲线分割成许多角度，按此角度将线划分为多段。

该参数仅在 SIZE 和 NDIV 为空或 0 时有效。

NDIV - 如为正则表示每条线的分段数。

SPACE - 分段的间隔比率。

如为正，表示最后一个分段的长度与第 1 段长度之比（大于 1 表示单元尺寸越来越大，小于 1 表示单元尺寸越来越小）。

如为负，则|SPACE| 表示中间的分段长度与两端的分段长度之比。

KFORC - 修改线分段控制参数，仅用于 NL1=ALL 时。

KFORC 可取：
0：仅修改没有指定划分段的线。

1：修改所有线。

2：仅修改划分段数小于本命令设定值的线。

3：仅修改划分段数大于本命令设定值的线。

4：仅修改 SIZE、ANGSIZ、NDIV、SPACE、LAYER1、LAYER2 不为 0 的线。

如果 KFORC=4 或 0 或空，则原有设置保持不变。

LAYER1 - 层网格控制参数，用来指定层网格的厚度。

LAYER2 - 层网格控制参数，用于设置外层网格的厚度.
KYNDIV - 当 KYNDIV=0、NO 或 OFF 时，表示 SMRTSIZE 设置无效；如果线的分段数不匹配，则映射网格划分失败。

当 KYNDIV=1、YES 或 ON 时，表示 SMRTSIZE 设置优先，即对大曲率或相邻区域优先采用 SMRTSIZE 的设置。

示例：
! 下边密上边稀
finish $ /clear $ /prep7
et,1,plane82 $ blc4,,,10,10 ! 定义单元类型、创建面
lsel,s,tan1,y $ lesize,all,,,10 ! 水平线定义 10 个分段数
lsel,s,loc,x,0 $ lesize,all,,,9,1/8! 左侧线定义 SPACE=1/8
lsel,s,loc,x,10 $ lesize,all,,,9,8 ! 右侧线定义 SPACE=8，左右侧线起终点方向不同
lsel,all $ mshape,0 $ mshkey,1 ! 定义单元形状和划分类型
amesh,all
! 中间密外边稀
finish $ /clear $ /prep7
et,1,plane82 $ blc4,,,10,10 ! 定义单元类型、创建面
lsel,s,tan1,y $ lesize,all,,,10,-1/5 ! 水平线中间段是两边段的 1/5 lsel,s,tan1,x $ lesize,all,,,9,-1/8 ! 竖直线中间段是两边段的 1/8 lsel,all $ mshape,0 $ mshkey,1 ! 定义单元形状和划分类型amesh,all
⑵关键点最近处单元边长定义
命令：KESIZE, NPT, SIZE, FACT1, FACT2
NPT - 关键点编号，也可为 ALL、P、组件名或装配名。

SIZE - 沿线接近关键点 NPT 处单元的边长（覆盖任何较低级的尺寸设置）。

如 SIZE=0，则使用 FACT1 和 FACT2 参数。

FACT1 - 比例因子，作用于以前既有的 SIZE 上，仅在本 SIZE=0 或空时有效。

FACT2 - 比例因子，作用于与关键点 NPT 相连的线上设置的最小分段数。