ANSYS结构分析网格划分技巧与操作指南

Ansys软件是一种常用的有限元分析软件，它可以用于各种工程领域的结构、固体力学、流体力学等问题的模拟和分析。在进行分析前，通常需要对模型进行网格划分，以便将连续的物体划分为离散的单元，从而进行数值计算。

结构仿真中，网格划分是重要的步骤之一。正确选择和应用合适的网格划分方法可以显著影响到仿真结果的准确性和计算效率。本文将介绍ANSYS结构仿真中常用的网格划分方式，并提供相应的方法教学，以帮助您优化结构仿真流程和提升工作效率。

一、Ansys网格划分方法

在AnsysWorkbench中Manchical实行实体模型设置时，提供多种多样网格划分方式，用以将连续物体划分成离散的单元，以便于实行数值计算与分析。常见的网格划分方式有：

1.自动网格划分：

Ansys提供AutoMeshs等各种智能网格划分专用工具、PatchConforming、Mosaic等。这些工具能够根据输入几何模型和网格参数自动生成适宜的网格，降低了人工操作的工作时间。自动网格划分方法可以适用不同种类的几何体情况。

2.四面体网格划分：

四面体网格划分方式适用三维和二维情况。四面体网格的划分依赖于协调分片算法（PatchConforming）或者依靠独立分片算法（PatchIndependent）将区域划分为适用于复杂几何建模的一系列四面体单元。

3.六面体网格划分：

六面体网格划分适用于三维情况，可将区域划分为六个六面体单元，即四边形或六边形。六面体网格划分提供准确的几何表达和比较高的运算效率。Ansys为六面体网格划分提供Tetrahedron/HexMesh专用工具。

4.扫掠网格划分：

扫掠网格的划分方法适用于形状对称的区域，然后在几何体上进行扫掠操作过程生成网格。此方法适用具备轴对称特性的情况，能够大幅度减少计算资源使用。Ansys的Meshing专用工具中提供扫掠网格划分选择项。

5.除了以上四个常用的网格划分方式，还有多区域网格划分、笛卡尔网格划分、分层四面体网格划分等等。

多区域网格划分方式适用复杂的几何体划分，将区域划分为多个子域，随后在每个子域内进行网格划分。此方法容许对于不同几何形状的部分进行不一样的网格划分方式。Ansys软件提供了多区域网格划分的辅助工具与技术，如PatchConforming和Mosaic。

笛卡尔网格划分方式使用规则的矩形或立方体单元来划分区域。此方法适用规则几何体和网格结构，如长方体、正方形等。Ansys中的Cartesianmeshing专用工具可用于实施笛卡尔网格划分。

分层四面体网格划分方式进而在区域内添加附加的层来提高网格的精密度。此方法通常用于需要在特定区域中提升网格分辨率或捕获边界特征的情况。Ansys提供分层四面体划分选择项LayeredTriangulation。

二、结构仿真时的网格划分要点

1、网格划分选择

结构网格划分是将结构对象划分为离散的网格单元，常见的划分方式包括四面体网格、六面体网格和四边形网格。

不同的结构对象和仿真任务可能适用于不同的网格划分方式。例如，对于具有弯曲或复杂几何形状的结构对象，四面体网格可以提供更好的刚度和接触模拟，而六面体网格则更适用于热传导和流体力学分析。

2、网格密度控制

网格密度控制是指根据结构的几何特征和仿真要求来调整网格划分的精细程度。通常使用边长或体积控制来实现网格密度的调整。

边长控制是通过指定网格单元的最大或最小边长来控制，适用于具有高曲率或局部重要区域的结构。

体积控制是通过指定网格单元的最大或最小体积来控制，适用于需要更加均匀网格分布的结构。

三、ANSYS网格划分实战教学

1、准备几何模型 在进行网格划分之前，首先需要准备待仿真的几何模型。

在ANSYS中，可以导入各种3D CAD模型，包括STL、IGES、STEP等格式。

2、导入几何体，今天的划分模型为弯管，模型如下：

3、使用Ansys Workbench默认网格设置对其进行划分：

根据结构的特征和仿真要求选择合适的划分方式和网格密度控制方法。默认的网格有六面体单元和三棱柱单元。此模型是一个可扫掠的几何体，所以可以生成全六面体网格。

4、利用mesh识别，自动或者手动来指定源面和目标面。利用面网格对局部面进行网格加密。

目前生成的网格均为六面体单元网格，厚度方向上有三层网格。但是在圆周方向上的网格还是太疏。

5、添加网格尺寸，类型改成网格数量，然后选择圆环面的两条边，进行网格划分：

6、最后看看网格质量怎么样，下表可以看出来，弯管的网格划分质量还是比较高的

四、Ansys网格划分练习模型

这里我给大家准备了初级-进阶-高级三个难度的网格划分联系模型，希望大家可以按照学习的网格划分操作步骤一步一步尝试，遇到什么问题可以在评论区或者群里一起讨论，进群方法我放在后面。

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