在本课程中，我们讨论了在进行应力分析时获得数值精确结果所使用的各种工具和技术。让我们从每节课中总结出重点。
为应力分析指定合适的单元尺寸
- 为有限元网格指定合适的单元尺寸对于在合理的时间内获得精确的结果至关重要。
- 通过应力或应变等派生量的单元进行高梯度是单元尺寸可能过大的一个很好的初步迹象。
- 可以使用多种工具来指定单元尺寸，以实现网格无关解的典型最终目标，其结果不随网格密度的进一步增加而改变。
- 虽然在求解之前可能不知道合适的单元尺寸，但有多个后处理设置可用(如结果平均和节点差异等)来检查指定的单元尺寸是否合适。
- 网格细化不仅可以通过各种手动网格尺寸控制来完成，还可以通过收敛或参数化等更自动化的方式来完成。
理解3D元素形状和顺序的重要性
- 一个几何体可以用各种形状和顺序的元素来划分网格。六面体和四面体单元是应用最广泛的单元类型。
- 单元的形函数决定了单元的阶数。线性单元只在单元的顶点上有节点，而二阶单元也有中间边节点。
- 由于线性四面体单元为常应变单元，容易发生体积锁死和剪切锁死等缺点，在进行线性应力或动力分析时，应尽量避免使用线性四面体单元。
- 四面体单元可以用来在感兴趣区域定义较细的网格，在远离感兴趣区域的区域定义较粗的网格，因为它可以平滑地从粗网格过渡到较细的网格。
- Ansys Mechanical默认使用二阶单元，采用六面体单元对可扫掠体进行网格划分，采用四面体单元对复杂几何进行网格划分。这些默认选项足以满足大多数压力分析。
理解和应对人为高应力
- 了解人为高应力出现的情况并加以解决，可以使我们更好地利用模拟工具和正确地解释结果。
- 我们通常观察到的人工高应力的典型情况是来自点载荷和约束、角回缩、模型的过约束和接触中的尖角。
- 随着网格的细化，人工高应力可以无边界地增长，这可能会导致关于应该报告什么结果的混乱。
- 在结构有限元分析中，随着网格的细化，每个节点处的位移和转角值总会收敛到唯一解，但应力和应变值可能不会随着网格的细化而收敛到唯一解。
- 高应力的情况如(应力立管/浓度)不应该被忽略，这些情况不应该与我们可能在重入角的情况下看到的应力奇异性相混淆。
利用表面涂层获得精确的应力
- 在模型定义良好的情况下，有限元法对体应力的预测一般相当准确，但由于采用外推法得到节点上的应力值，可能需要对表面上的应力进行特殊处理。
- 表面涂层技术是一种获得精确表面应力的有效方法，因为它将指定材料的壳单元放置在模型的选定面上。
- 通过选择合适的选项，表面涂层单元也可以用于建模需要厚度的真实涂层。
- 当法向-表面方向的粗网格由于外推而产生不准确的表面应力时，表面涂层可以有效地提高结果精度。
利用Ansys Mechanical自适应收敛
- 在自适应收敛中，对于一个定义良好的模型，系统响应随着单元尺寸的减小而收敛到一个可重复的解。因此，随着网格的进一步细化，结果不再发生变化。
- 自适应收敛要求在不同的网格离散程度(也就是说,它从一个较粗的网格开始,然后移动到一个更精细的网格)下对问题进行多次求解。
- 自适应收敛是帮助我们理解网格在数值精度上的影响的工具，但它不能补偿不正确的输入，如不正确的边界条件。
- 自适应收敛应该被用作学习工具，以了解需要在哪里进行局部网格控制或验证当前网格是否足够，因为这将有助于为未来的模型定义更好的网格，以确保我们的解决方案的数值精度- -或网格独立性- -。
在Ansys Mechanical中进行子建模
- 子模型方法是一种在有限元中使用的方法，可以在关键区域或感兴趣区域进行精确分析，而不需要求解整个模型，因此具有较好的效率。
- 子建模是基于St.Venant原理，在Ansys Mechanical中既可用于结构分析，也可用于热分析。
- 子模型化使得设计更容易参数化，并伴随着局部的设计变更。它还有助于对全局模型中可能没有捕捉到的局部非线性进行建模。
- 在使用子模型时，必须注意将切割的边界远离梯度较尖锐的区域。
- 子模型还可以通过包含不同半径的圆角等较小的细节来运行各种设计迭代。
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