有限元网格划分的指导思想与优化策略：提高求解效率与精度的关键步骤
1。指导有限元网格部门的想法
有限元网格部门的指导意识形态是首先进行整体模型计划，包括建造物理模型，单位类型的选择以及网格密度的确定。当分裂和最初求解网格时，先使它简单，然后将其简单，然后首先粗糙，然后进行完善，然后合理使用2D单元和3D单元。为了提高解决方案的效率，我们必须充分利用重复和对称性等功能。由于工程结构通常具有重复对称性，轴向对称性，镜像对称等的特征，因此使用子结构或对称模型可以提高溶液的效率和准确性。使用轴向对称或子结构时，请注意情况。例如，在进行模态分析和屈曲分析的整体解决方案时，应使用整体模型，并应选择合理的起点并可以设置合理的坐标系，这可以提高解决方案的准确性和效率。例如，列坐标系通常用于轴向对称性。有限元分析的准确性和效率与单元的密度和几何形状密切相关。根据相应的误差标准和网格的密度，避免了网格的畸形。在网格重新分割过程中，经常使用控制标准，例如曲率控制，单位大小和数量控制以及穿透控制。选择单元时，请注意诸如剪切自锁定，沙漏和网格失真以及不可压缩材料的体积自锁定等问题。
典型的有限元软件平台都为电网映射部门和自由适应部提供了策略。映射/Isomesh用于用于曲线，表面和实体的网格划分方法。它可以使用三角形，四边形，四面体，五经和六面体来严格控制网格，通过指定参数，例如侧面长度和网格计数。映射/Isomesh仅用于常规的几何像素，并且很难控制复杂的几何体，例如裁剪表面或空间自由表面。自由空间表面和复杂的实体使用自由网络（免费/摊铺机）。它使用三角形，四边形和四面体将它们分开。网格，侧长和曲率的数量用于控制网格的质量。例如，在msc.marc中，其转换（转换）用法是将几何模型转换为网格模型，指向节点，曲线对线元素，以及面对三角形，四边形等。自动网格（automesh）生成三角形或在任何表面和tetraheDrons上生成三角形或四边形或四边形的杂物或hifrons for in oshy of enexhedrons或exexhedron。
网格重新分割（REMESH）是检查每个单元的正常情况，以确定每个计算步骤中每个区域的曲率变化。在具有较大曲率和严重变形的区域单元中，进行了网格加密和重新分割，并满足网格单元的曲率要求。网格重新分割的想法是通过网格加密提高分析的准确性和效率。适应性完善的想法是增加在计算步骤中不符合分析条件的低阶单元的顺序，以提高分析的准确性和效率，并广泛使用。自适应网格部必须使用适当的单位。根据确保单位顺序，诸如原始形成的单位刚度矩阵之类的特性保持不变，以同时提高准确性和效率。层次元素充分利用了自适应网格部门的优势。在计算中，初始单位边缘上的节点数量不断增加，因此单位插值函数的顺序根据先前的顺序不断增加，并引入了新节点的插值函数以提高解决方案的准确性和效率。例如，将三个节点三角单元晋升为六节点三角单元，四节点四边形单元升级到8节点四边形单元，然后将四个节点四面体单元升级到8节点，10节点，10节点和20节点的四氢位单元。
2。有限元网格部的基本方法
有限元网格除法有两种方法。对于简单的结构，经常使用直接建立单位模型的直接网格生成方法。当对象相对复杂时，它主要是通过自动几何生成方法完成的，也就是说，它会根据几何元素的物理描述自动离散为有限单元。 Finite element units can be divided into one-dimensional, two-dimensional and three-dimensional units according to geometric dimensions, and topological structural units are used in practical applications, including commonly used mass units, spring units, rod and beam and pipe units, planar triangular units, planar quadrilateral units, membrane units, isometric units, shell units and three-dimensional solid units.有限元网格分裂，有以下二维平面，三维表面和三维固体网格的分裂方法：
（1）覆盖方法：基于四边形的网络，网格的平面或表面必须是完全切割的表面，并且表面的边界必须是切割曲线；
（2）边界方法：将表面等轴测参数转换为二维空间以进行网络划分，然后将其映射到三维空间表面，然后将表面分为完整的四边形或三角形单元；
（3）Delaunay三角方法：它主要用于在一个或多连接域中生成三角形单元，该单元至少被一个封闭的曲线包围，倾向于等边三角形。几何形状中的微妙几何特征被充分考虑，并在微小的特征下分为更薄的单元。在不需要密集网格的地方使用稀疏的细胞网格。
（4）转化膨胀方法：网格划分是在具有相对规则的表面几何形状的几何区域进行的。网格的生成速度很快，网格质量很高。节点扩展到线路单元，并从线单元产生平面二维单元，并从二维单元中生成三维单元。它不仅用于生成三维网格，还用于生成一维，二维网格和几何形状，包括运动，镜像，拉伸，旋转和扫描以扩展，扩展系数和扩展方向的三维实体。
3。网格质量评估
单位的质量和数量对解决方案结果和解决方案过程有很大的影响。如果结构单元全部由等边三角形，正方形，四面体，立方体六面体和其他单元组成，则解决方案的准确性可能接近实际值，但是由于这种理想的情况，在实际工程结构中很难实现。因此，根据模型的不同特征设计不同形状和类型的网格将有助于提高网格的质量和解决方案精度。以下指标通常可用于单位质量评估：
（1）单位的侧长比，面积比或体积比基于常规三角，常规四面体和常规六面体作为参考标准。理想单位的侧长比为1，单位可接受的侧长比的范围是线性单位纵横比小于3，次级单位小于3，而次级单位小于10。对于相同形态的细胞，线性细胞对侧长比率的敏感性高于较高的阶级单位，而非线性比线性分析更敏感。
（2）失真：单元内部的扭曲程度和在表面外旋转。
（3）稀疏和密度的过渡：网格的密度主要在应力梯度方向和横向过渡条件下表现出来。应有应力浓度应适当处理，而应分析局部特征，例如外部圆角的影响要比内部圆角的影响小得多。
（4）节点编号：节点编号在解决方案过程中对元素分布，分析时间，内存和整体刚度矩阵的空间具有一定的影响。合理的节点和单位编号有助于通过使用刚度矩阵对称性，带分布，稀疏矩阵和其他方法来提高解决方案效率，同时注意消除重复的节点和单元。
4。装配结构中单位的协调
（1）具有不同自由度的单元不协调：例如，在ANSYS，三个单元中：Shell63，Beam4和Solid45，前两个包含六个自由度，而Solid45仅包含三个自由度。因此，后者仅传输前两个的平移位移，并且不会以r旋转方向传输位移。
（2）具有相同自由度的单元并不总是协调的：例如，在ANSYS中，Beam3和Shell41单元在翻译方向上具有三个自由度，而Shell41则包括两个自由度（UX/UY）和一个旋转（RTOTZ）的自由度。因此，Shell41只能传输Beam3的翻译位移，并且不能传输旋转方向的值。
（3）在ANSYS中，三维梁单元和三维外壳单元具有相同的六个自由度：外壳单元的旋转自由与平面旋转刚度有关，这是虚拟刚度，而不是实际的自由度。同时，有必要注意三维梁单元和壳体单元之间的不匹配问题。
5。选择普通单位的原则
有限元网格分裂中单位类型的选择对分析准确性有重要影响。在工程中，平面应变单元通常用于模拟较厚的结构，平面应力单元用于模拟薄结构，并且膜壳单元用于包含薄壁结构，其中包含自由空间弯曲表面。对于块和四边形，可以选择完整的集成或减少的集成，对于线性六组织和四边形单元，可以使用非协调模式。由于三角元件的刚度略大于四个变形元件的刚度，因此与三节点三角元件相比，四边形的四节点单位是首选的。如果网格质量高且不会变形，则可以使用六面体单元优先使用六面体单元和五面体楔形单元，使用一阶假设的四边形或六面体单元。十节点四面体单元具有与八节六角形单元相同的精度。当网格较厚时，使用二阶减少的四面体或四面体单元，并且将Herrmann单元用于橡胶型体积不可压缩的材料，以避免体积自锁。在完全集成的单元中，当使用二阶单元处理不可压缩的材料时，它对体积自锁定非常敏感，因此应避免模拟塑料材料，如果使用，则应使用Herrmann单元。当将一阶单元定义为恒定体积应变时，没有体积自锁。在还原整合单元中，几乎没有组成点，过度的不可压缩约束，并且降低了约束现象。当应变大于20％至40％时，应谨慎使用二阶单元。一阶单元可用于大多数应用程序，并具有自动沙漏控制功能。