ANSYS自适应网格技术及其案例分析

01  自适应网格技术 有限元计算中，不同的网格划分会具有不同的误差，尤其是对应力结果。

ANSYS通过能量误差估计来评估网格密度是否充足，如网格不够细，程序可以自动细化网格以减少误差。这一自动估计网格划分误差并细化网格的过程称为”自适应网格划分“。通过自适应网格划分技术可以获得较好的应力分布。

自适应网格划分仅适用于单元plane2/25/42/82/83,solid45/64/73/92/95,shell43/63/93及部分热单元。分析类型仅适用于线性静力学结构分析和线性稳态热分析。 自适应网格划分的基本过程通过一个案例说明。 02  具有多孔和凹域的板拉伸案例 针对如下具有多孔和凹域的板，采用plane42单元，首先设置KSEIZE=10来设置自适应网格前的网格尺寸，其后按自适应网格划分技术对网格再划分。设置ADAPT,10,6，其中10表示迭代次数最大为10。6表示能力误差不超过6%。具体的ADAPT命令说明如图。

一般的自适应网格划分的能量模误差百分比小于5时，计算较为可靠，可以看到下图给出Von Mises Stress，无网格自适应的应力结果有明显的不连续和突变的过程。但注意，凹角点为应力奇异点，在弹性范围内其数值无法通过有限元方法求得。  

Von Mises Stress：无网格自适应（左），有网格自适应（右）

ADAPT命令解释

03  完整模型分析命令流

多孔板自适应网格划分

PLANE42 finish /clear /prep7 blc4,,,450,350 blc4,200,250,100,100    !

创建两个矩形面 cyl4,,,100 cyl4,335,95,55          

创建多个圆面 cyl4,120,275,30 cyl4,375,275,30 asel,u,,,1 cm,a1,area asel,all asba,1,a1               !

面减运算生成几何模型 lsel,s,loc,x,0 dl,all,,ux    !

施加边界条件 lsel,s,loc,y,0 dl,all,,uy lsel,s,loc,x,450 sfl,all,pres,-1.0   !

施加载荷 lsel,all et,1,plane42,,,3   !

单元类型 mp,ex,1,1e5     !

材料参数 mp,prxy,1,0.3 r,1,1.0      !

实常数定义 kesize,all,10    !

定义第一次网格尺寸并计算 adapt,10,6 finish /post1 set,1,1 plnsol,s,1

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