HyperMesh宝典:SimLab极简四面体网格划分

尽管SimLab有非常多的功能,可以对网格进行非常精细的控制。但是这不是我们今天的主题,这一讲我们希望把复杂的事情简单化。

问题描述:划分一个实体零件的四面体网格

要求1:主要特征要保留;

要求2:单元平均尺寸3mm,最小单元边长(高)必须严格大于0.3mm,所有单元的长宽比必须严格小于10。

模型如下:

就算你从来没有听说过SimLab,这个例子也可以一步步跟着以下说明做出来。

Step1:打开SimLab,查看View下拉菜单,确保相应对话窗口处于打开状态。


Step2:导入几何文件。


选择毫米单位


Step3:在图形区右击选择edge类型。


然后在模型上左击选择一条典型的圆角边。


Output窗口会显示该edge的信息,长度、半径等,如果该数值和CAD软件中显示的不一致,需要重新导入,并在导入时设定正确的单位。


Step4:表面网格划分。


网格划分参数设定


如果希望在圆角处划分更加细致的网格,只需要减小上图中的Maximum angle per element的角度值。

点击右下角的Advanced Options并在对话框中选取识别特征和网格选项。


点击OK进行网格划分,得到的2D网格如下:


Step5:检查连接关系和2D单元质量。


点击Edges按钮检查连接关系。


由于没有连接方面的问题,SimLab提示没有问题。


点击Quality按钮检查单元质量,三角形主要检查长宽比和最小边长两项。


检查结果中长宽比没有问题,最小边长有0.01%的违反,点击Display可以显示这些单元:


问题单元显示如下:


左键点击工具栏上的按钮可以显示周围的单元。


并在弹出的对话框里面点击Add


这样便于我们判断失效单元所处的位置。


最后使用mesh工具栏里面的collapse按钮修复这个单元。


然后在重复一次,修复后的网格如下:


Step6:生成3D四面体网格并检查质量。

点击mesh工具栏上的Volume Mesh按钮。


接受默认设置:


得到四面体网格后,点击Quality按钮检查四面体的单元质量。Stretch全部合格,但是Tet Collapse有很少量的不合格。


通过addlayer工具定位不合格单元的部位,如果位于关键特征附近,需要返回修改2D网格;如果不处于关键位置,可以直接点击cleanup让SimLab进行自动清理。


到此为止,四面体网格的划分就完成了,2D网格已经自动删除。

Step7:从File下拉菜单中的Export导出网格。


选择要用的求解器格式,使用默认设置即可,系统会自动为单元赋一个空的材料和属性。


然后选择一个文件名进行保存即可。可以用HyperMesh导入这个fem文件进行查看或进一步处理。


另外,相比HyperMesh,SimLab可以准确识别特征,因而效率更高。SimLab也可以进行连接创建,材料属性创建,接触创建和载荷加载等其它有限元前处理操作。


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