第四章 建立有限元模型

单元属性
定义实常数: Main Menu > Preprocessor > Real Constants [Add]增加一种新的 实常数设置。 如果定义了多个单元 类型，首先选择实常 数的单元类型。 然后输入实常数值。
多种单元属性
材料特性
每一分析都需要输入一些材料特性：结构单元所需 的杨氏模量，热单元所需的热传导系数KXX等。 许多 FEA 模型有多种单元属性。例如，下图所示的 筒仓有两种单元类型、三种实常数和两种材料。
三维实体单元：
用于几何属性、材料属性、 荷载或分析要求考虑细节， 而无法采用更简单的单元 进行建模的结构。 也用于从三维CAD系统 转化而来的几何模型，而 这些几何模型转化成二维 模型或壳体会花费大量的 时间和精力。
单元属性
一旦选择了单元类型，就选择了相应单元类型
的形函数，所以选择单元类型之前，应查看相 关单元的形函数信息。
多种单元属性
修改单元属性
定义所有需要的单元类型、材料和实常数。 激活需要的 TYPE, REAL, 及 MAT 设置的组合： Main Menu > Preprocessor > Meshing > Mesh Attributes > Default Attribs 只修改使用上述设置的单元的属性： 选择 Main Menu > Preprocessor > Modeling > Move/Modify > Elements> Modify Attrib 拾取需要的单元。 在后续对话框中将属性设置为 “All to current”。
有限元分析的目标，决定下边的滑键应该如何 移动。
控制网格密度
ANSYS 提供了多种控制网格密度的工具， 既可以总体控制也可以局部控制： 总体控制
智能网格划分 总体单元尺寸 缺省尺寸
局部控制
关键点控制 线尺寸
面尺寸
控制网格密度
智能网格划分
通过指定所有线上的份数决定单元尺寸，
典型的，线性单元只有角节点，而二次单元还
有中间节点。
单元属性
定义单元类型:
Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete [Add]添加新单元 类型 选择想要的类型 并 按 OK [Options] 指定附 加单元选项。
单元属性
实常数和截面特性
多种单元属性
为实体模型指定单元属性
定义全部所需的单元类型、材料 和实常数。 然后使用网格工具的“单元属性” 菜单选项。 (Main Menu > Preprocessor > MeshTool)： 选择实体类型后按 SET 按钮。 拾取要指定属性的实体。 设置合适的属性。 划分实体网格时，属性将自动换 到单元上。
多种单元属性
请记住： 可以激活属性编号，校核单元属性：
Utility Menu
> PlotCtrls > Numbering
控制网格密度
网格密度
有限单元法的基本原则是：单元数（网格密度） 越多，所得的解越逼近真实值。 然而，随单元数目增加，求解时间和所需计算 机资源急剧增加。
可以考虑线的曲率，孔的逼近程度和其
他特征，以及单元阶次。
智能网格的缺省设置是关闭，在自由网
格划分时，建议采用智能网格划分。
控制网格密度
使用智能网格划分：
激活
MeshTool(Main Menu > Preprocessor > Meshing > MeshTool)， 打开智能网格划分 设置所要的等级单元尺寸，等级从1 (精细) 到10 (粗糙)。缺省为6级。 对所有实体（或所有面）一次性划分 网格。
网格化
实体模型
FEA 模型
百度文库
单元属性
网格划分有三个步骤：
定义单元属性 指定网格控制 生成网格
单元属性是网格划分前必须指定的有限 元模型的特性，包括：
单元类型 实常数 材料特性
单元属性
单元类型
单元类型是一个重要选项，它决定如下单元特性： 自由度(DOF)设置。 例如，热单元类型有一个自由 度： TEMP，而一个结构单元可能有六个自由度： UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ. 单元形状 – 六面体，四面体，四边形，三角形等。 单元维数 -- 2-D (只有X-Y 平面), 或 3-D。 假设的位移函数 – 线性及二次函数。 ANSYS有一个超过150种单元的单元库供用户选择。
单元属性
二维实体单元：
用于模拟实体的截面。 必须在整体直角坐标系 X-Y 平面内建立模型。 所有荷载作用在 X-Y 平面内，其响应（位移）也 在 X-Y 平面内。 单元特性可能是下边的一种： 平面应力 平面应变 Y 广义平面应变 轴对称 Z X 轴对称简谐
单元属性
第四章 建立有限元模型
本章主要内容


概述
单元属性

改变网格 映射网格划分 过渡单元 网格拖拉


多种单元属性
控制网格密度 生成网格
扫掠网格
概述
网格划分是用节点、单元填充实体模型，建立
有限元模型的过程。
请记住，有限元求解时需要有限元模型，而不是 实体模型。实体模型不参与有限元求解。
类型 1 = 壳单元 类型 2 = 梁单元 材料1 = 混凝土 材料 2 = 钢
实常数 1 = 3/8” 厚度 实常数 2 = 梁单元特性 实常数 3 = 1/8” 厚度
多种单元属性
模型中有多种单元类型、实常数和材料，
必须确保给每个单元指定合适的特性。 如果没有指定属性，ANSYS 将MAT=1, TYPE=1, 及 REAL=1 作为模型中所有单元 的缺省设置。 经验：在同一部分，将单元类型编号、实 常数编号、材料编号以及截面编号设置相 同的数字。
实常数用于描述那些用单元几何形状不能完全 确定的几何参数。例如： 梁单元是由连接两个节点的线定义的，这只 定义了梁长度，要指明梁的横截面属性，如 面积、惯性矩就要用实常数。 壳单元是由四边形和三角形来定义的，这只 定义了壳的表面，要指明壳的厚度，必须用 实常数。 多数三维实常数单元不需要实常数，因为单 元几何模型已经由节点完全确定了。