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ANSYS14.0理论解析与工程应用实例

时间:2023-11-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:表2-1给出了长宽比的极限值,该参数已经在多年前的有限元文献中出现过,并且是最容易理解的。有时要求单元的长宽比为10、100甚至1000,在某些情况下尝试人工限制长宽比有可能影响计算精度。表2-1 长宽比的限制1.三角形单元长宽比的计算三角形单元的长宽比用下列方式来计算,只使用单元顶点节点,如图2-1所示。图2-2分别给出了长宽比为1和20的三角形。

ANSYS14.0理论解析与工程应用实例

除了电磁或流体单元外,所有单元都进行长宽比检查。表2-1给出了长宽比的极限值,该参数已经在多年前的有限元文献中出现过,并且是最容易理解的。

除非单元太长以至于数值四舍五入变成了一个因素(长宽比>1000),长宽比与分析的准确性没有多大的关联。有限元网格应该与所给问题的物理性质相适应,也就是在场梯度变化快的方向划分网格密一点,在场梯度变化慢的地方网格相应地划分粗一点。

有时要求单元的长宽比为10、100甚至1000,在某些情况下尝试人工限制长宽比有可能影响计算精度。

表2-1 长宽比的限制

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1.三角形单元长宽比的计算

三角形单元的长宽比用下列方式来计算,只使用单元顶点节点,如图2-1所示。

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图2-1 三角形单元长宽比的计算

1)过三角形的一顶点作一条边的中线,然后再连接另两条边的中点,通常情况下这两条线是不垂直的。

2)以这两条线的交点为形心创建矩形,矩形的边通过三角形两条边的中点和一个顶点。

3)用上述方法可以创建通过另外两个顶点的矩形。

4)三角形的长宽比是这6个矩形中最长的矩形(即长宽比最大的矩形)的长宽比除以978-7-111-40337-1-Chapter02-8.jpg

三角形单元最理想的长宽比是1,即等边三角形。图2-2分别给出了长宽比为1和20的三角形。(www.xing528.com)

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图2-2 三角形单元的长宽比

2.四边形单元长宽比的计算

四边形单元的长宽比计算如图2-3所示,步骤如下:

1)如果单元的4个节点不在一个平面上,先计算出4个顶点的平均坐标和平均顶点法向,然后通过平均坐标点和平均顶点法向创建投影平面。以下的步骤都是在投影上进行。

2)连接四边形对边中点,交于单元中心。通常情况下,这两条线不相互垂直,也不垂直于四边形的各边。

3)通过各边中点创建矩形,所创建的矩形必须有两边垂直或平行于四边形的一条中线,较长矩形的长宽比即为四边形的长宽比。

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图2-3 四边形单元长宽比的计算

4)四边形最理想的长宽比是1,即正方形。图2-4分别给出了长宽比为1和20的矩形。

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图2-4 四边形单元的长宽比

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