Autoform培训教程：网格划分第三篇 MESH概念

2016-11-15 by:CAE仿真在线来源:互联网

本文主要讲解autoform常见培训内容:网格划分概念

MESH分二种,工具体MESH和板料MESH。

为什么要对输入IGS或其它格式的片体文件进行MESH,是有限元分析的需要,因为计算量的限制,只能用有限的单元(Element)对产品或工具进行离散化的接近。
先说工具(Tool)MESH.

1. 对于工具体圆角的MESH有一个要求,那就是比如一个90度的R角,我们要求至少有8个单元的MESH。如下图,一个圆角有16个三角单元,符合要求。假如工具体MES达不到这一要求,则我们要缩小公差值。
对于AF而言采用的是三角单元MESH,三角单元比四角单元能更好的对工具体MESH接近。

1. 对于有限元网格分析,总的目的就是在要求高精度求解的区域内(一般而言就是复杂型面区或圆角区),单元间应力的间断量应该很小。在不重要的区域内(一般为型面平缓彼此接近区域)则允许有较大的应力间断量。也就是说平坦区工具单元细化可以粗些,大曲率曲工具单元细化要求密些。总的来说工具体MESH应该比板料最终结果的MESH致密。工具体MESH有一个特点就是在一些棱线平缓的圆角处会有一些很狭长的三角单元,这是圆角处径向曲率较大,但棱线方向曲率较平缓的结果。
2. 板料单元与工具体单元的相互适应也是影响分析结果的一个因素。如下图,第一张图为板料单元的应力分布,第二张图为板料单元与工具体单元(紫色)重叠。对于板料单元来说,一个单元对应一个应力值,即对于我们来说要求的是同一时间内,一个板料单元要求与多个单元(单元越多,MESH模型越接近实际工具)进行接触运算,越是大曲率区,与板料单元接触的工具单元越多,才能得出较为准确的应力值,才能更精确的模以板料与真实工具的情况。

紫色为工具体单元。

对于工具体MESH我们要有这样概念,即工具体的MESH越细,模型精度越高,得到结果越好,但是工具体单元与板料单元也需讲究一个相互适应性,最小半径决定了工具体单元的细分级别,在能达到细化目的前提下,没必要太过分细化工具单元。
总的来说缩小此二参数,会提高模型表达精度,相应的会增加工具体单元数量,反应到计算上会增加软件对于接触单元的搜索计算量,但是计算量增加不大,并且对于要求有较好结果的产品,提高模型精度得到的好的分析效果,相对于计算量增加是合算的。对于要求FINE的模拟,我们可以采用弦公差0.05,单元最大边长为30,并且更改MAX SLID ANGLE参数值,比如为3度来增加工具体MESH精度,以求得到更精细的模拟结果。
对于单元自动MESH,其实还有下列参数影响MESH结果,但是除了上面二个参数,其它参数需到AF配置文件Autoform.cgf里更改。建议一般不要改动。

上面那组默认设置其实说明了一件事,即工具体所有R角大于2。(AF不喜欢R角小于2,这会带来板料厚向应力因素,膜单元对此无能为力,即使可以计算,也需要浪费更大的计算资源)

对上图,我们做个说明,这是侧围的二个相邻圆角,小圆角为R3,大圆角为R10。我们可以发现小圆角的MESH单元数是8个,刚好达到AF对圆角MESH单元数最低要求,而大圆角处的MESH单元数则是16个。对于R3处,16个单元更为理想,但明显R10处更能轻易达到这个要求,造成这样不均均MESH原因就在于弦偏差值的设定。对大圆角来说用8个单元去MESH接近话,明显会超出弦偏差,但是对于小圆角R3来说,用8个单元去接近反而是能达到目前0.1的弦偏差要求了。所以对于R2以下圆角,AF建议我们将弦偏差值设为0.05,就是为增加此类圆角的单元数量。

板料MESH
板料MESH的控制页在CONTROL-MAIN里面,见下图

半径穿刺值和最大单元角度给定后。也即是说给定半径穿刺值和最在单元角后,若更改初始单元尺寸或数量,会导致细化级别自动调整,若更改细化级别,则反过来初始单元尺寸及数量又会自动调整,三个参数是互相影响互相作用的,是以AF把初始单元尺寸,数量及细分级别设为自动。当然,若一定要求很高的板料细分,可以把最大细分级别手动设置,比如5或6(6级的细分级别是非常高了,比如侧围外板,AF给出的自动细分级别是6级),然后AF自动计算,通过调整初始单元尺寸及数量来适应。
对于板料细分及最大单元角,AF设了三种级别,分别如下: