Workbench网格分块分区划分 扫面、节点控制网格数的应用

最新推荐文章于 2025-04-16 19:39:52 发布
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本文介绍了如何在Workbench中进行轴承座网格的精细化划分，包括在Solid Works预处理、导入模型、建立拓扑关系、节点法控制网格大小一致以及扫面处理等步骤，确保网格分布均匀，避免四面体网格出现，提高仿真计算的精度。

轴承座的划分

首先要将模型在Solid works进行简中划分，然后导入到workbench中进行画网格，根据网格结果，疏密程度是否良好，再决定要不要在solid works中再进一步的对网格进行划分，如果workbench中网格凌乱，则需要进一步分割模型或者重新划分网格。
此篇以solid works全划分（即反复划分的最终划分结果）为例进行节点法的应用。

将模型保存为step格式，导入至workbench中，点击静力学分析
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基本连接，建立拓扑关系

Geometry连线
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点击上述A栏中的geometry进入绿色编辑
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点击import —generate—刷新
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得到模型
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将在solid works中分割的区块重新形成一个部分，建立拓扑关系
点击第一个 找到最后一个，shift按住全选；***右键***form a new part
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右键 form a new part
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重命名:点击打开part----全选 右键 rename ，得到弹出窗口
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可以发现全部命名且排序了
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进入model画网格

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Solid works精细划分后需要在workbench中进行调节(扫面、节点数的设置)：点击mesh点击generate自动划分网格：可以发现网格分布不均匀而且还有许多四面体网格出现，因此要对网格调整设置

（下图为电脑电源未连接，电脑性能无法达到最大时的自动划分网格）
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mesh—insert—method
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选择多区域划分：按住CTRL键将全部分块选中并应用：
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在电脑连接电源的时候，性能达到百分之百，选择多区域划分会出现下图（前面的几张为匮乏电脑性能不能达到百分之百）
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点击mesh-generate刷新可以发现其差别与上之前自动化分网格的差别不大在这里插入图片描述
节点法控制网格大小一致

由于两交面都是六个网格，而其它位置出现了四、五格位置不统一因此需要更改节点数目控制格数相同，这样网格才不会凌乱。
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观察各区区，现以底面分区为例在这里插入图片描述
利用更改节点数来更改区域网格数量一致
Mesh—insert----sizing
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选择线框选
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选择以之前图中箭头所指区域的区域线点击apply，两个区，上下八根线一共十六根线在这里插入图片描述
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选中后可以发现选择的线变蓝了
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点击type选择：节点数
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可以发现被选中的线出现了黄色节点
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点击mesh–generate-刷新
可以发现我们设置节点的区网格数都是6连接处节点都是7，比较整齐在这里插入图片描述
Mesh—generate—更新网格
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发现区块数为5，点击Edge-sizing–更改节点数为7
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再次刷新网格，可以发现网格块几乎都是6，网格比较平整在这里插入图片描述
以此类推设置两面连接处的网格格数与节点数目使之相同，现以由下至上依次更改
现在更改中间肋板的网格数目

选肋板与地板的交线，以及底面两区边缘线
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Mesh–insert—sizing—
得到下图
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现只剩下上部网格比较凌乱，由于其主要部分是一个较大的圆，由之前画网格的经验可以知道，圆形区域需要将局部网格设置的比其他位置的多，为此，我们将这部分的局部网格画成十格每区在这里插入图片描述
Mesh—insert----sizing
线框选
由于有些线我们不好选择如下
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我们将模型转换成线框图：
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转换结果如下：
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按住CTRL选中所需要的线条（）
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点击apply
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Mesh—generate刷新网格，得到下图
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同样的，选中左右两区边界线，设置节点数为7，得到下图，可以看出网格有些凌乱，我们稍后会进行扫面处理
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将剩下的两个区域进行十格处理：
Mesh----insert—sizing- 线框选-----选择区块边界线：设置节点数为11
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点击apply,设置节点数为11
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可以看到，十格划分还是够的网格很漂亮
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下面看全局网格
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对凌乱面进行扫面处理：即整理平面使网格更加整齐划一
Mesh—insert— face meshing
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面框选，选择要选的面
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最后结果：
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可以发现网格十分漂亮
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友情提示：由于网格划分是为了后续仿真耦合等的操作，请保持电脑电脑持续接通，以使电脑性能最佳，将网格画的更加精细

[Ansys Workbench] 模型网格划分练习
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1、二维和三维模型上机练习 目的要求：熟悉二维建模，使用 sweep 方法生成三维模型，定义边界类型，检查网格质量。把圆柱两端的面分别定为速度入口和自由出流边界；检查网格质量，给出最差单元。 使用 Ansys Workbench 实现： 添加网格 点击几何结构，弹出 SpaceClaim 窗口 正视于平面 使用矩形工具绘制矩形 使用圆工具绘制圆 使用拉动工具拉伸台基体 保存 返回项目原理图，双击第三项：网格，弹出 Meshing 窗口 在 项目 – 模型 – 网格 中添加边缘尺寸
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ANSYS Workbench网格划分——三通管道
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仿真每日一练 | Workbench常见网格划分方法讲解
ansysxuexizhe的博客
04-16 1237
能够针对一些不规整的几何模型进行尝试自动切分划分网格，当然整体适应性是比四面体网格方法差的。是在Sweep中进行二次选择设定，当然顾名思义，薄扫掠更多针对于薄壁件网格划分，一般源面/侧面尺寸比值在5以上。另外一大类就是六面网格，在Workbench中，想要实现六面体的网格划分，主要有以下几种方法，如图1所示。我们也可以采用Workbench给我们提供的探测手段，判断是否能够采用扫掠方法进行网格划分，如图3所示。进行六面体网格划分，主要针对相对规整的几何模型，如图2所示；首先最常用的是四面体网格划分。
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ansys_workbench.zip_ANSYS WORKBENCH_ansys_ansys网格划分_workbench_w
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Workbench网格划分（1）
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workbench网格划分平台 在workbench中，网格划分是一个单独的工具平台，为不同的求解器提供相应的网格文件。 1网格文件 主要有两类：（1）有限元分析网格FEM;（2）计算流体力学网格CFD 2主要工具 ICEM CFD, TGRID(Fluent Meshing), CFX-Mesh,Gambit 3网格划分方法 3.1 三维网格 （1）自动（automatic） （2）四面体 （3...
workbench六面体网格和四面体网格分析
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敏感区域可以考虑单独切分做六面体，因为这里往往是梯度比较大的地方，可能对于六面体来说计算会更精确，非敏感区域，如果没有特殊要求（有的计算必须做六面体）自然可以采用四面体。由图7和图8可以看出来，未进行局部加密时，求解的应力为1.4Mpa（理论值在1.8Mpa左右），而设置了局部加密之后（如图8）重新生成的网格线的比较的粗糙，网格加密区域和未加密区域界限显然不如四面体网格清晰和规整。可以看到局部网格加密区域和其他未加密区域的网格相对比是较清晰完整的，生成的网格整体也是相当的规整。
workbench将骨骼的表面和内部添加不同材料
最新发布
08-01
<think>我们有一个具体的需求：在ANSYS Workbench中为骨骼模型表面和内部赋予不同的材料属性。根据引用[1]和[2]，我们知道骨骼材料本身具有非均匀性，因此需要分别设置表面和内部材料。 解决方案思路： 1. 在ANSYS Workbench中，我们可以通过多体部件（Multi-body Parts）或者通过选择不同的几何区域（如命名选择）来分配不同的材料。 2. 由于骨骼模型通常是一个整体，我们需要将其拆分为表面和内部两个部分。但是，在Workbench中，我们可以通过创建“表面层”来模拟表面材料，或者使用壳单元覆盖在实体表面。然而，对于骨骼这种内部和外部都是实体的情况，更合适的方法是创建两个独立的几何体（一个代表表面层，一个代表内部），然后将它们组装成一个多体部件，并设置不同的材料。 具体步骤： 步骤1：准备几何模型 - 在Geomagic Wrap中处理得到的骨骼模型，通常是一个实体（STL或IGES格式）。我们需要在ANSYS DesignModeler或SpaceClaim中将其拆分为两个部分：表面层和内部核心。 - 方法：使用“抽壳”命令（Shell）将骨骼模型向内偏移一定厚度（例如1mm）得到表面层，然后通过布尔操作（Subtract）得到内部核心。 步骤2：导入ANSYS Workbench - 将拆分后的两个几何体导入到Workbench的Geometry组件中，并确保它们被识别为一个多体部件（Multi-body Part）。这样，在划分网格时，它们的节点在交界处会自动连接（共享节点）。 步骤3：材料定义 - 在Engineering Data中定义两种材料，例如： Material_Surface: 表面材料属性（例如皮质骨，弹性模量较高） Material_Core: 内部材料属性（例如松质骨，弹性模量较低） - 根据引用[1]，我们可以参考已有的骨骼材料属性，但注意表面和内部可能不同。 步骤4：材料分配 - 在Model模块中，将两种材料分别分配给表面层几何体和内部核心几何体。 步骤5：网格划分 - 对两个几何体进行网格划分。由于它们是一个多体部件，网格在交界处是连续的。 步骤6：边界条件和求解 - 施加边界条件和载荷，然后求解。 另一种方法：使用分层材料（Layer Material）或者复合材料（Composite），但这种方法通常用于壳单元。对于实体模型，我们通常采用上述的多体部件方法。 注意：如果模型非常复杂，拆分可能比较困难。此时，我们可以使用ANSYS中的“Named Selections”功能，通过选择表面一定厚度的单元，然后赋予不同的材料属性。但是，这需要在网格划分之后进行，并且需要确保选择了正确的单元。 方法二（使用单元选择）： 1. 将整个骨骼模型作为一个几何体导入，划分网格。 2. 然后创建两个命名选择： - 表面单元：使用“Skin”功能（在Mesh模块中，选择Skin，然后选择整个几何体，可以创建表面一层单元）或者通过创建距离表面一定距离的单元选择（使用Distance选择）。 - 内部单元：通过布尔操作（反选）或者直接选择内部单元。 3. 然后分别将两种材料分配给这两个命名选择。 但是，方法二需要网格划分后手动选择，而且对于复杂形状可能不够精确。因此，推荐方法一（几何拆分）。 具体操作（以方法一为例）： 在DesignModeler或SpaceClaim中拆分几何体： 1. 导入骨骼模型（假设为实体）。 2. 创建表面层： - 使用“抽壳”命令（Shell）选择整个实体，设置厚度（例如1mm）和方向（向内），生成一个空心的表面层（此时它是一个壳体，但我们需要实体，所以需要填充内部）。 - 实际上，我们想要的是两个实体：一个是表面层（厚度为t的壳体实体），另一个是内部核心（实体减去表面层）。 3. 具体步骤（在SpaceClaim中）： a. 选择整个实体。 b. 使用“抽壳”工具，设置厚度t，方向向内，移除内部，得到一个空壳（表面层）。 c. 复制原始实体，然后与抽壳后的实体进行布尔减操作（原始实体减去表面层）得到内部核心。 d. 将表面层和内部核心两个几何体同时导入到Workbench中，并组合成多体部件。 在Workbench中： 1. 创建Geometry系统，导入拆分后的两个几何体（表面层和内部核心）。 2. 在Geometry中，同时选中两个几何体，右键选择“Form New Part”，这样它们就成为一个多体部件。 3. 在Model模块中，展开Geometry，会看到两个实体，分别对它们赋予材料。 材料属性设置（参考引用[1]）： - 表面层（皮质骨）：弹性模量13.7 GPa（13.7e9 Pa），泊松比0.35，密度1.23 g/cm³（1230 kg/m³）[^1]。 - 内部核心（松质骨）：弹性模量可能较低，例如0.5 GPa（需要根据实际情况），泊松比0.3，密度0.5 g/cm³（500 kg/m³）[需要根据文献或实验数据]。 注意：材料属性需要根据实际骨骼部位和文献确定。 网格划分：由于两个实体在交界处共享面，网格划分时节点会自动匹配，保证连续性。 如果模型是STL网格模型（已经是表面三角网格），则无法直接进行抽壳操作。此时，我们可以在Geomagic Wrap中先转换为实体（NURBS曲面），或者使用ANSYS的SCDM进行修复和抽壳。 如果模型不能拆分，也可以采用以下替代方法： - 使用APDL命令：在Mechanical中插入命令，通过选择单元并修改材料属性。例如，选择距离表面一定距离内的单元，赋予表面材料，其余赋予内部材料。但这种方法需要编写APDL命令。 示例APDL命令（在Mechanical中插入Commands）： ``` ! 选择距离表面小于等于thick的单元 ESEL,S,DIST,,thick ! 将选择的单元的材料号改为2（假设表面材料为2） MPCHG,2,ALL ! 全选 ALLSEL ``` 但是，这种方法需要预先定义两种材料，并在划分网格后执行。 总结：推荐使用几何拆分的方法，因为它更直观，易于管理。 相关问题： 1. 如何在ANSYS SpaceClaim中创建骨骼模型的表面层？ 2. 在ANSYS Workbench中，如何将多个几何体组合成一个多体部件？ 3. 如何为骨骼模型的皮质骨和松质骨设置不同的材料参数？ 4. 在ANSYS中，如何验证多体部件中不同材料之间的连接是否正确？ 5. 如果骨骼模型是STL格式，如何在ANSYS中将其拆分为表面和内部？</think>在ANSYS Workbench中为骨骼模型表面和内部分配不同材料属性，可通过以下步骤实现： ### 方法1：几何分割法（推荐） 1. **模型拆分**： - 在SpaceClaim/DesignModeler中将骨骼模型拆分为两个独立几何体： - 表面层（皮质骨）：使用"抽壳"工具创建厚度为0.5-2mm的表面层 - 核心部分（松质骨）：原始模型减去表面层 - 操作示例： ```SpaceClaim命令 选择模型 > 创建 > 抽壳 > 设置厚度1mm > 应用 选择原始模型 > 布尔操作 > 减去表面层 ``` 2. **材料分配**： ```mermaid graph LR A[工程数据] --> B[创建Material_Surface] A --> C[创建Material_Core] B --> D[皮质骨属性：E=13.7GPa, ν=0.35] C --> E[松质骨属性：E=0.5-1GPa, ν=0.3] ``` 3. **网格与连接**： - 将两个几何体组合为多体部件（Form New Part） - 划分网格时自动生成共享节点： ```ansys ! 共享节点示例 NODES_SURFACE = NSEL(S, LOC, Z, 0, 1) ! 表面节点 NODES_CORE = NSEL(S, LOC, Z, 1, MAX) ! 内部节点 CPINTF, ALL ! 自动创建约束方程 ``` ### 方法2：命名选择法 1. **单元选择**： - 划分网格后创建两个命名选择： - 表面单元：通过距离选择（Distance Selection） ```ansys ESEL,S,DIST,,0.1 ! 选择距离表面0.1mm内的单元 CM,SURFACE_ELEM,ELEM ! 创建组件 ``` - 内部单元：反选操作 ```ansys ESEL,INVE ! 反选 CM,CORE_ELEM,ELEM ``` 2. **材料分配**： - 在Mechanical界面： ``` 右键Material > 插入新材料 将Material_Surface拖放到SURFACE_ELEM 将Material_Core拖放到CORE_ELEM ``` ### 材料参数参考值 | 部位 | 弹性模量 (GPa) | 泊松比 | 密度 (g/cm³) | 来源 | |------------|----------------|--------|--------------|------------| | 皮质骨 | 13.7 - 20 | 0.35 | 1.8 - 2.0 | [^1] | | 松质骨 | 0.1 - 1.0 | 0.3 | 0.1 - 1.0 | [^2] | ### 验证方法 1. **连接检查**： - 在接触区域添加探针检查应力连续性 - 使用`/PSF,PRES,NORM`显示接触压力 2. **材料可视化**： ```ansys /POST1 ESEL,S,MAT,,1 ! 选择材料1 EPLOT ! 显示皮质骨 ESEL,S,MAT,,2 EPLOT ! 显示松质骨 ``` > **关键提示**：对于生物力学仿真，建议添加材料非线性（`TB,BISO`）和损伤模型以提高准确性[^2][^3]。
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