今天给介绍一下Workbench中全局网格控制，以及常用的一些功能。

首先是显示形式见图1，此块选项可以调整窗口模型显示形式。

   图1
 

接着是一些默认设置，可以调整单元阶次以及网格尺寸，物理偏好决定了一些默认设置，整体介绍见图2以及表1。

   图2
 

   表1
 

然后是全局网格尺寸相关介绍，如图3所示。

   图3
 

Adaptive自适应

此选项为默认值，也是最常使用的设置。此时网格控制的规则为先从边开始划分网格，在曲率比较大的地方自动细化网格，然后产生面网格，最后产生体网格。

Resolution

分辨率，可控制全局网格疏密成程度

Mesh Defeaturing

可以设置忽略特征尺寸，针对微小特征

Initial Size Seed初始尺寸种子

用来控制每一部件的初始网格种子，此时已定义单元的尺寸会被忽略。初始种子就是我们指定程序从哪里开始取值，默认初始种子是Active Assembly（激活的装配体），一般我们不需要去设置。

Transition过渡

用于控制邻近单元增长比，包含 Fast、Slow 两个选项可供选择。通常情况下 CFD、Explicit 分析需要缓慢产生网格过渡，Mechanical、Electromagetics 需要快速产生网格过渡。

Span Angle Center跨度中心角

跨度中心角只有在Size Function 关闭时方可使用。用来设定基于边细化的曲度目标。控制网格在弯曲区域细分，直到单独单元跨越这个角，包含 Coarse（粗糙：60°~91°）、Medium（中等：24°~75°）、Fine（细化 12°~36°）三个选项可供选择。

当自适应网格关闭时，可人为调整相关尺寸，如图4所示。

   图4
 

Curvature曲率

在有曲率变化的地方网格会自动加密，可以控制曲面处网格的变化，使转角处或孔洞的曲边的网格细化（对直角边不起作用）。第一控制参数是Curvature Normal Angle曲率法向角（默认不细化，若要细化需要手动修改此值），细化的目标是曲边的单独网格跨越Curvature Normal Angle这个角，且小于最小尺寸。

Proximity近距

细化临近部位的网格，可以控制狭窄和薄壁处网格层数，但是对曲面往往处理不好。第一控制参数为Num Cells Across Gap狭窄处网格层数，默认3层。细化的目标是狭窄处和薄壁处的网格层数达到Num Cells Across Gap值，且小于Proximity Min Size(近距最小划分尺寸)。

还可以进行全局网格控制，如图5所示。

   图5
 

Check Mesh Quality网格质量检查

默认为检查错误，可以设置不检查或检查错误和报警。

Error Limits错误限制

默认为标准模式，可以设置为积极模式

Target Quality质量目标

质量为0~1之间的数值，越靠近1表示质量越好，越靠近0表示质量越差。Target Quality质量目标为网格质量优化目标，默认0.05。如果在设置质量目标前，网格质量最低为0.33，当把质量目标设置为0.5并重新生成后，网格最低质量变为0.5。当然，优化后最低质量也不一定能达到质量目标值，这时候程序将会让尽量多的网格的质量优化到设定值以上。

Smoothing平滑

平滑（Smoothing）是通过移动周围节点和单元的节点位置来改进网格质量，平滑有助于获得更均匀尺寸的网格。Medium用于结构、流体与电磁计算使用默认即可，High用于显示动力学计算。

Mesh Metric网格评估

网格划分完成后，若要查看网格质量，只需选择Mesh Metric右侧对应的质量判据。显示窗口下方将出现一张柱状表，点击对应的柱状，可以在显示窗口中看到对应的网格。Mesh Metric下方会出现最大数值最小数值等统计值。

1 、一些ANSYS的使用经验

  ANSYS的使用主要是三个方面，前处理——建模与网格划分，加载设置求解，后处理，下面就前两方面谈一下自己的使用经验。

1.1、前处理——建模与网格划分

  要提高建模能力，需要注意以下几点：

  l建议不要使用自底向上的建模方法，而要使用自顶向下的建模方法，充分熟悉BLC4，CYLIND等几条直接生成图元的命令，通过这几条命令参数的变化，布尔操作的使用，工作平面的切割及其变换，可以得到所需的绝大部分实体模型，由于涉及的命令少，增加了使用的熟练程度，可以大大加快建模的效率。

  l 对于比较复杂的模型，一开始就要在局部坐标下建立，以方便模型的移动，在分工合作将模型组合起来时，优势特别明显，同时，图纸中有几个定位尺寸，一开始就要定义几个局部坐标，在建模的过程中可避免尺寸的换算。

  l注重建模思想的总结，好的建模思想往往能起到事半功倍的效果，比如说，一个二维的塑性成型问题，有三个部分，凸模，凹模，胚料，上下模具如何建模比较简单了，一个一个建立吗？完全用不着，只要建出凸凹模具的吻合线，用此线分割某个面积，然后将凹模上移即可。

  l对于面网格划分，不需要考虑映射条件，直接对整个模型使用以下命令，MSHAPE,0,2D MSHKEY,2 ESIZE,SIZE 控制单元的大小，保证长边上产生单元的大小与短边上产生单元的大小基本相等，绝大部分面都能生成非常规则的四边形网格，对于三维的壳单元，麻烦一点的就是给面赋于实常数，这可以通过充分使用选择命令，将实常数相同的面分别选出来，用AATT，REAL，MAT，赋于属性即可。

  l对于体网格划分，要得到比较漂亮的网格，需要使用扫掠网格划分，而扫掠需要满足严格的扫掠条件，因此，复杂的三维实体模型划分网格是一件比较艰辛的工作，需要对模型反复的修改，以满足扫掠条件，或者一开始建模就要考虑到后面的网格划分；体单元大小的控制也是一个比较麻烦的事情，一般要对线生成单元的分数进行控制，要提高划分效率，需要对选择命令相当熟悉；值得注意的是，在生成网格时，应依次生成单元，即一个接着一个划分，否则，可能会发现有些体满足扫掠的条件却不能生成扫掠网格。

1.2 、加载求解

  对于有限元模型的加载，相对而言是一件比较简单的工作，但当施加载荷或边界条件的面比较多时，需要使用选择命令将这些面全部选出来，以保证施加的载荷和边界条件的正确性。

  在ANSYS求解过程中，有时发现，程序并没有错误提示，但结果并不合理，这就需要有一定的力学理论基础来分析问题，运用一些技巧以加快问题的解决。对于非线性分析，一般都是非常耗时的，特别是当模型比较复杂时，怎样节约机时就显得尤为重要。当一个非线性问题求解开始后，不用让程序求解完后，发现结果不对，修改参数，又重新计算。而应该时刻观察求解的收敛情况，如果程序出现不收敛的情况，应终止程序，查看应力，变形，等结果，以调整相关设置；即使程序收敛，当程序计算到一定程度也要终止程序观看结果，一方面可能模型有问题，另一方面边界条件不对，特别是计算子模型时，数据输入的工作量大，边界位移条件出错的可能性很大，因而要根据变形结果来及时纠正数据，以免浪费机时，如果结果符合预期的话，可通过重启动来从终止的点开始计算。下面举两个例子说明：

  在做非均匀材料拉伸模拟材料颈缩现象的有限元数值计算时，对一个标准试件，一端固定，另一端加一个X方向的位移，结果发现在施加X方向的位移的一排节点产生了很大的Y方向位移，使得节点依附的单元变形十分扭曲，导致程序不收敛而终止，而中间的单元并没有太多变化。显然，可以分析在实验当中施加X方向的位移的一排节点是不应有Y方向的位移的，为了与实验相符应消除Y方向的位移，可同时施加一个Y方向的零约束，重新计算，结果得到了比较理想的颈缩现象，并可清楚的看到45度剪切带。

  在做金属拉拔的塑性成型有限元模拟时，简化为一个二维的轴对称问题，相对于三维的接触问题而言是比较简单的了，建模，划网格都很顺利，求解时发现程序不收敛，就调参数和求解设置，基本上作到了该做的设置，该调的参数都试过了，程序照样不收敛，几乎到了快放弃的地步，没办法只好重新开始考虑，发现刚体只倒了一个角，而另一个倒角开始时认为没有必要倒，因此，试着重新倒角再计算，问题一下子迎刃而解，程序收敛相当快，有限元计算结果相当漂亮。

免责声明：本文系网络转载或改编，未找到原创作者，版权归原作者所有。如涉及版权，请联系删