【Abaqus 网格划分1——基础内容】

课程学习需要,学习一下Abaqus,但是由于要分析的部件不够规整,网格划分时遇到了问题,在这里做以了解学习。
对于颜色问题,我在这里做个记录。
未指定材料和截面的部件是灰色的,指定后会变成淡绿色,装配后会变成蓝色。而进入划分网格的步骤时,不能划分网格的部件会变成橙色。如果在这个基础上对装配体进行分割(partition),分割后可以进行划分网格的部分就会变成明亮的绿色。

独立与非独立实体

  • 独立实体(independent instance):
    独立实体是对Part功能模块中部件的复制,可以直接对独立实体划分网格,而不能对相应的部件划分网格。

  • 非独立实体(dependent instant):
    非独立实体是part功能模块中部件的指针,不能直接对非独立实体划分网格,而只能对相应的部件划分网格。
    如果在划分网格布种子的时候提示因为非独立的问题而不能布时,要么在左边的操作树中的装配(Assemly)里点开instances,右击该装配体使它独立;或者在操作界面上方,选择部件而不要选装配体,以上两种方法都可以进入布种。

  • 区别?

  • 帮助文档中看到的,当你的模型中有几个部件阵列得到时,使用非独立实体在部件上布置网格,它会自动的在你模型中重复的每个部件都布置相同的网格。

单元形状

二维问题

  • Quad:完全使用四边形单元。

  • Quad-dominated:网格中主要使用四边形单元。但允许过度区域出现三角形单元。
    即该类型更容易实现从粗网格到细网格的过渡。

  • Tri:完全使用三角形单元。

三维问题

  • Hex:完全使用六面体单元。
  • Hex-dominated:主要使用六面体单元,在过渡区允许出现三棱柱(楔形)单元。
  • Tet:完全使用四面体单元。
  • Wedge:完全使用三棱柱单元。

Quad单元和Hex单元可以用较小的计算代价得到较高的精度,尽可能选用他们。

网格划分技术

  1. 绿色:Structured(结构化网络) 将一些标准的网络模式运用于一些形状简单的几何区域。
  2. 黄色:Sweep(扫掠网格) 先生成基网络,再沿路径拉伸的方法。也只适用于某些特定的几何区域。
  3. 粉红色:自由网格(free) 最为灵活的,几乎可以运用于任意的几何形状。但相比较而言,精度较差。

用partition将复杂的模型分割成简单的块,再可以用不同的网格进行生成。
注:自由网格划分的节点位置和种子的位置相吻合。但如果在使用结构化网格或扫掠网格划分时,如果定义完全受约束的种子,则可能导致划分失败,允许去除对这些种子的约束可以完成对网格的划分。

网格算法介绍

使用Quad单元和Hex单元划分网格时,有两个可供选择的算法:Medial Axis(中性轴算法)和 Advancing Front (进阶算法)。

Medial Axis 算法

首先把要划分网格的区域分为一些简单的区域,然后使用结构化网格划分。
特点:

  • 更容易得到单元形状规则的网络,但网格与种子位置吻合的较差。
  • 如果在模型的一部分边上定义了受完全约束的种子,Medial Axis 算法会自动为其他的边选择最佳种子分布。
  • 不支持CAD导入的不精确模型(imprecise part)和虚拟拓扑(virual topology)。

Advancing Front 算法

首先在边界上生成四边形网络,然后向区域内部扩展。

  • 可以和种子位置很好的吻合,但在较窄的区域内,精确匹配每个种子会导致网格歪斜。
  • 所得到的单元大小更均匀。
  • 该算法更容易实现从粗网格到细网格的过渡。
  • 支持 imprecise part 和 virual topology。
  • 单元大小与增量步长之间的关系?

两种算法网格对比

种子布置的较密,使用进阶算法得到的单元大小更加均匀,并且能和种子的位置较精确匹配
种子布置的较密,使用进阶算法得到的单元大小更加均匀,并且能和种子的位置较精确匹配。
在这里插入图片描述
种子布置的较稀疏,使用中性轴算法得到的单元大小更规则,但与种子的位置匹配不好,而进阶算法由于和种子的位置较精确匹配从而导致了单元形状歪斜。

在应力集中处不同网格的优劣比较

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
已经事先在应力集中处分割出了扇形区域。

### Abaqus 中的网格划分及边缘分布设置 在 Abaqus 中,网格划分是一个复杂而重要的过程,对于获得精确的结果至关重要。为了实现高质量的有限元分析,在创建模型时需要特别注意网格的质量和密度。 #### 使用 Greddle 插件调整边缘长度 当选择简单的网格模型后,可以通过点击 greddle 插件 “S” 来进入高级网格编辑模式[^1]。在此模式下能够手动指定最大和最小边缘长度参数来适应特定区域所需的精度水平。通过这种方式可以有效地控制局部区域内单元尺寸的变化情况,从而提高计算效率的同时也保证了必要的准确性。 #### 关联几何体与网格 为了确保所生成的网格能正确反映实际物理对象形状特点,应当利用 `associateMeshWithGeometry` 函数将两者之间建立联系[^2]。这一步骤有助于保持几何边界上的节点位置不变,并使得后续操作更加直观易懂。 #### 修改后的自动更新功能 值得注意的是,在 ABAQUS/CAE 的设计中考虑到了工程实践中经常遇到的设计变更需求——即允许用户先完成初步建模工作后再根据实际情况灵活调整细节部分而不必担心破坏已有的网格结构。具体来说就是可以在不丢失原有设定的前提下轻松更改零件尺寸或其他特性;一旦返回到 Mesh 模块当中就会发现之前定义好的分区以及各种属性已经被系统自动恢复好了等待进一步优化处理[^3]。 #### 实际案例展示 假设现在有一个带有圆形开口的板状物体作为研究对象,如果想要改变这个圆孔大小的话只需要切换至 Part Module 并相应调节其半径数值即可。做完这些改动之后再切回来查看 Grid 则会看到整个系统的响应十分迅速而且合理地反映了新的轮廓形态变化趋势[^4]。 ```python from abaqus import * from part import * # 假设已经存在名为 'myPart' 的部件实例 mdb.models['Model-1'].parts['myPart'].editFeature( feature=mdb.models['Model-1'].parts['myPart'].features['Hole'], parameter='diameter', newValue=0.5 # 新直径值为 0.5 单位长度 ) # 返回网格模块观察效果 session.viewports['Viewport: 1'].setValues(displayedObject= mdb.models['Model-1'].parts['myPart']) ```
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