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有限元网格划分的基本原则
来源: | 作者:thinks | 发布时间: 2020-08-31 | 9 次浏览 | 分享到:


5、网格分界面和分界点

结构中的一些特殊界面和特殊点应分为网格边界或节点以便定义材料特性、物理特性、载荷和位移约束条件。即应使网格形式满足边界条件特点,而不应让边界条件来适应网格。常见的特殊界面和特殊点有材料分界面、几何尺寸突变面、分布载荷分界线()、集中载荷作用点和位移约束作用点等。图5是具有上述几种界面的结构及其网格划分形式。

6、位移协调性

位移协调是指单元上的力和力矩能够通过节点传递相邻单元。为保证位移协调,一个单元的节点必须同时也是相邻单元的节点,而不应是内点或边界点。相邻单元的共有节点具有相同的自由度性质。否则,单元之间须用多点约束等式或约束单元进行约束处理。图6是两种位移不协调的网格划分,图a中的节点1仅属于一个单元,变形后会产生材料裂缝或重叠。图b中的平面单元和梁单元节点的自由度性质不同,粱单元的力矩无法传递到平面单元。

7、网格布局

当结构形状对称时,其网格也应划分对称网格,以使模型表现出相应的对称特性(如集中质矩阵对称)。不对称布局会引起一定误差,如在图7中,悬臂粱截面相对y轴对称,在对称载荷作用下,自由端两对称节点12的挠度值本应相等。但若分图b所示的不对称网格,计算出的y1=0.0346,y2=0.0350。若改用图c所示的网格,则y1y2完全相同。

8、节点和单元编号

节点和单元的编号影响结构总刚矩阵的带宽和波前数,因而影响计算时间和存储容量的大小,因此合理的编号有利于提高计算速度。但对复杂模型和自动分网而言,人为确定合理的编号很困难,目前许多有限元分析软件自带有优化器,网格划分后可进行带宽和波前优化,从而减轻人的劳动强度。

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