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[SolidWorks教程] 基于SolidWorks Simulation如何划分网格

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发表于 2017-10-30 21:32:18 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本节是SolidWorks Simulation分析的重点。网格划分是有限元分析的基础,网格划分的好坏直接影响着软件分析的结果。下面进一步阐述网格划分要注意的一些设置。
1.细化网格
【操作步骤】
步骤01压缩倒角。打开光盘文件→“第7章”→“7.1”→“角铁”文件,进入模型界面,单击“圆角”,选择压缩圆角命令,如图7-32所示。


图7-32 圆角处理
步骤02重新运行算例。完成上步之后可以看到“静力分析1”、“网格”、“结果”前出现黄色的三角形警告标志,如图7-33所示。这是由于压缩圆角后实体模型被改变,在原先模型基础上划分的网格已经不适用于现在的模型,以至于分析结果也会跟着变化,所以会出现警告标志。

图7-33 警告标志
在重新运行算例之前需要将网格重新划分,将划分为中等密度的网格调整成良好密度的网格。
【操作步骤】
右击“网格”,选择“生成网格”命令。将网格因子调到“良好”位置,单击“确定”按钮,如图7-34所示。



图7-34 调整网格因子
划分好的网格如图7-35所示。



图7-35 不同的网格精度
调整过网格精度的实体模型网格比较小,但软件运行会相对较慢,计算机配置一般的用户可以很明显地体会到这一点,当旋转实体时会体会到计算机反应慢的现象,这是因为网格划分得越精细,软件需要计算的数据越多。
完成上述设置后单击“运行”按钮,待软件重新计算出结果后警告标志会自动消失。

由于圆角被压缩,该实体模型出现了尖角部分,所以应力集中会比有圆角模型的应力集中要大,比较两者的结果可以发现两者的最大应力不同,有圆角的模型最大应力为37.6MPa,而没有圆角的模型最大应力为39.9MPa,如图7-36所示。

(a)有圆角

(b)无圆角
图7-36 结果比较
所以,在做结构分析时不能忽略圆角,每一个细节都要注意到。当然,为了除去一些不必要的分析,用户可以将实体模型简化,以减少软件运行空间。那么网格划分精度对分析结果有什么影响呢?其作用具体体现在什么地方呢?以下内容讲解

细化网格的作用。
用户还可将压缩圆角的实体模型进行网格重设。右击“网格”选项,选择“生成网格”命令,出现“网格”属性管理器,单击“重设”按钮,单击 按钮,如图7-37所示,实体网格将恢复到原先的中等精度,单击“运行”按钮,查看结果,如图7-38所示。


图7-37 重设网格

(a)中等精度网格

(b)高精度网格
图7-38 比较结果
从图7-38可以看出,网格越精细,分析结果越大;有尖角比没尖角分析结果要大。但是如果网格不够精细(如网格精确度为软件默认值),则分析出的结果有可能相反,即没尖角比有尖角分析结果要大,有兴趣的用户可以自己用角铁的例子

操作一下。根据弹性理论,在尖角处的应力应该是无穷大的,也就是说应力值是发散的,这就是所谓的应力奇异性。所以从理论上讲,网格划分得越精细,尖角处的应力应该是越大的。所以,实体模型中圆角的存在不容忽视,更不能为了简化模型而把有用的圆角给忽略掉??梢钥闯鐾窕值木赋潭染龆朔治鼋峁亩杂氪?,不过这也需要根据经验来判断,也就是说SolidWorks Simulation分析的结果只能给设计者一个参考,不能完全作为应用的依据,若是必须使用,最好先用实验来进行验证。
2.网格控制
因为有应力奇异性,而且用户也不可能对实体模型的网格进行无限制的划分,所以SolidWorks Simulation插件为用户提供了网格控制功能,该功能可以只将尖角部分的网格进行更加精细的划分,而平坦的地方用较为粗糙的网格划分。
【操作步骤】
步骤01重新命名算例。首先将之前做过的算例重新命名,右击“静应力分析”,选择“重新命名”命令输入“结构分析”,按Enter键确定,如图7-39所示。



图7-39 重新命名分析项目分析2”,单击[图片]按钮,如图7-40所示。
步骤02新建算例。选择“算例顾问”下拉菜单→“新算例”命令,输入“结构分析2”,单击 按钮,如图7-40所示。


(a)单击新算例

(b)输入“结构分析2”
图7-40 新建算例
步骤03右击 ,选择“应用/编辑材料”→“合金钢”→“应用”→“关闭”命令,其他按系统默认处理,完成对实体材料的定义。
步骤04装载夹具。右击“夹具”,选择“固定几何体”命令,选择约束面,单击“固定几何体”按钮,选择如图7-41所示的面进行约束,单击 按钮,完成对实体的固定。



图7-41 选取约束面
步骤05加载外部载荷。右击“外部载荷”,选择“力(F)”命令出现“力/扭矩”属性管理器,如图7-42所示。


图7-42 加载外部载荷
步骤06选择约束面。单击“力”选项,选取如图7-43所示的面进行约束,并在“力值”文本框中输入500,如图7-44所示。单击 按钮,完成对实体外部载荷的加载。

图7-43 选取约束面

图7-44 加载外力
步骤07网格划分。右击“网格”,选择“应用网格控制”命令,出现“网格控制”属性管理器,如图7-45所示。


图7-45 网格划分
选择如图7-46所示的边线,再将网格密度调到“良好”位置,如图7-47所示,单击“生成网格”按钮,弹出如图7-48所示警告对话框,单击“确定”按钮,继续网格化,等待进度加载完毕,完成对网格的控制。运用网格控制后,“网格”则变成文件夹形式,如图7-49所示。用户若需要重新编辑“网格控制”,可以右击“控制-1”,选择“编辑定义”命令。

图7-46 选择边线

图7-47 设置网格密度

图7-48 单击“确定”按钮

图7-49 “网格”文件夹
完成网格划分后可以看到,尖角处的网格密度要比没有尖角的地方大,如图7-50所示,这样软件可以对实体模型尖角处进行细化分析,而且减少了计算机内存的应用,同时也提高了计算机的运行速度。



图7-50 实体网格划分
步骤08运行结果。单击“运行”按钮,完成操作。分析结果如图7-51所示。

(a)普通网格划分

(b)运用网格控制

(c)密度为“良好”的网格 图7-51 分析结果
从分析结果可以看出,普通的网格划分最大应力为26.5MPa,而用了网格控制后的实体模型最大应力为56.4MPa,比网格密度为“良好”的分析结果(39.9MPa)还要大,但计算机运行速度快了许多,这就是网格划分的优点。



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体验VIP1

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沙发
发表于 2018-7-1 16:32:09 | 只看该作者
真是被感动的痛哭流涕……
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