第⼋章修改模型8.1简介
本章主要叙述各种修改模型的⽅法。主题包括:·局部⽹格细化
·节点和单元的移动与拷贝·记录单元⾯和⽅向
·修改已划分⽹格的模型:清除和删除·理解实体模型的相互对照检查8.2细化局部⽹格
通常在下⾯两种情形时,⽤户需要考虑对局部区域进⾏⽹格细化:
1)⽤户已经将⼀个模型划分了⽹格,但想在模型的指定区域内得到更好的⽹格。或2)⽤户已经完成分析,同时根据结果想在感兴趣的区域得到更为精细的解。对于所有由四⾯体组成的⾯⽹格和体⽹格,ANSYS程序允许⽤户在指定的节点、单元、关键点、线或⾯的周围进⾏局部⽹格细化。由⾮四⾯体所组成的⽹格(例如六⾯体、楔形、棱椎)不能进⾏局部⽹格细化。8.2.1如何细化⽹格
必须按下⾯的两步来细化⽹格:
1、选择图元(或⼀组图元)以便围绕着它们进⾏⽹格细化。
2、指定细化的程度(换句话说,就是在细化区域相对于原始⽹格所想要的尺⼨)。细化后的单元总是⽐原来的单元⼩;局部⽹格细化过程不能提供使⽹格变粗的功能(LEVEL)。8.2.1.1⾼级控制
如果⽤户想在细化过程中进⾏更多的控制,可以对下列的⾼级选项进⾏参数设定:·根据已选定图元周围单元数指定⽹格细化区域的深度(DEPTH)。
·在原始单元被开后指定后处理的类型,后处理包括进⾏⽹格光滑和清理操作,只是光滑处理,或两者都没有(POST)。·指定在细化全是四边形的⽹格时是否可以将三⾓形引⼊⽹格。换句话说,⽤户可指定四边形单元是否⼀定要保留(RETAIN)。
8.2.2细化命令和菜单途径
使⽤下⾯xREFINE命令和菜单途径来选择要进⾏细化的图元并设置细化的控制。(细化控制在后⾯详细描述)·围绕所选择的节点进⾏细化,使⽤下列⽅法:命令:NREFINE
GUI: Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Modify Mesh>-RefineAt->Nodes
·围绕所选择的单元进⾏细化,使⽤下列⽅法:命令:EREFINE
GUI: Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Modify Mesh>-RefineAt->Elements
Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Modify Mesh>-Refine At->All ·围绕所选择的关键点进⾏细化,使⽤下列⽅法:
命令:KREFINE
GUI:Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Modify Mesh>-Refine At-> Keypoints
图8-1局部⽹格细化的例⼦。
·围绕所选择的线进⾏细化,使⽤下列⽅法:命令:LREFINE
GUI: Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Modify Mesh>-Refine At->Lines·围绕所选择的⾯进⾏细化,使⽤下列⽅法:命令:AREFINE
GUI: Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Modify Mesh>-Refine At->Areas
图8-1显⽰了⼀些围绕着节点〔NREFINE〕、单元〔EREFINE〕、关键点〔KREFINE〕和线〔LRERINE〕进⾏⽹格细化的例⼦。
图8-2举例说明了⽤AREFINE命令围绕⾯的四⾯体⽹格细化。
图8-2围绕⾯的四⾯体⽹格细休〔AREFINE〕8.2.2.1指定细化的标准
使⽤LEVEL变量来指定细化应进⾏的程度。LEVEL值必须是从1到5的整数,值1提供了最⼩程度的细化。值5提供了最⼤程度的细化。当LEVEL=1时,在细化区域所得到的单元边界长度⼤约是原单元边界长度的1/2;当LEVEL=5时,所得到的单元边界长度⼤约是原单元边界长度的1/9。下表列出了LEVEL所有可能的设置以及每⼀种设置所得边界的近似长度。
LEVEL值从1到5提供了逐渐减少的单元边界长度。但是,应该知道当RETAIN=ON 时,不同的LEVEL值可以提供同样的细化⽹格。(要得到更多的信息,请看后⾯RETAIN 变量的解释。)刚好在细化区域外⾯的那⼀层单元(也就是说在指定DEPTH之外)也可能被分开,⽬的是与细化单元过渡。
注意:所有的LEVEL值在细化区域都只⽣成较⼩的单元。局部⽹格细化过程不提供⽹格粗化功能。8.2.2.2指定细化深度
缺省时,只对所选图元外⾯的⼀个单元进⾏细化(除了单元细化,它使⽤DEPTH=0作为缺省),⽽且单元被⼀次(也就是单元边被平分成两半,因为缺省LEVEL=1)。8.2.2.3指定细化区域的后处理操作:光滑和清理
作为细化过程的⼀部分,⽤户可指定在原始单元后ANSYS还应做的后处理的类型。可以选择光滑和清理(缺省),只进⾏光滑操作,或两者都不选。
·如果让ANSYS做光滑和清理的⼯作,设置POST=CLEAN(或在GUI中选择Cleanup&Smooth).·如果想让ANSYS只做光滑⼯作,设置POST=SMOOTH(或在GUI中选择Smooth)。·如果后处理两项都不想做,设置POST=OFF(或在GUI中选择OFF)。
光滑:缺省时,细化区域的节点将进⾏光滑处理(也就是它们的位置将被调整)以改善单元的形状。节点的位置遵循下列的约束进⾏调整:
·节点在关键点上时不移动。·节点在线上时只在线上移动。·节点在⾯内时只在表⾯上移动。
·如果⽹格已经从实体模型(MODMSH,DETACH或菜单途径Main
Menu>Preprocessor> Checking Ctrls>Model Checking)中分离出来了,光滑操作就不会进⾏了。
⽤户可对正在⽤的细化命令设置POST=OFF,关闭对所有节点的光滑命令。(也可以这么做来关闭清理命令。)
清理:当清理选项是打开时(POST=CLEAN),ANSYS程序会对所有与受到影响的⼏体图元相关联的单元进⾏清理操作(在⼆维模型中)。在三维模型中,ANSYS程序只对那些在细化区域内或直接与细化区域相连接的单元执⾏清理命令。清理操作可以改善单元的质量。如果⽹格已经从实体模型中分离出来了(MODMSH,DETACH或菜单途径Main
Menu>Preprocessor>Checking Ctrls>Model Checking),那么不会进⾏⾯⽹格的清理操作。但对于四⾯体⽹格这个命令还是会被执⾏。
当⽤户正在细化四边形⽹格时,清理命令会试着从细化过渡区域删除三⾓形⽹格。如果清理操作已经完成优化单元质量后,仍留有形状不好的四边形单元,ANSYS就会把这些单元成三⾓形。通设置RETAIN=ON(缺省)就可以防⽌这种情况的发⽣。图8-3说明了⼀个全是四边形⽹格的清理操作。
注意:⽤户可通过对细化命令设置POST=OFF或POST=SMOOTH来关闭清理操作。
图8─3 全是四边形⽹格
8.2.2.4 指定是否保留四边形单元
注意:当正在细化任何⼀个⾮四边形的⽹格时,ANSYS会忽略RETAIN变量。
缺省时,RETAIN=ON,这意味细化⽹格过程不会将三⾓形单元引⼊到全是四边形的⽹格中。当RETAIN=OFF和POST=SMOOTH或OFF时,所得到的细化区域可能会包含三⾓形单元⽬的是保持连续过渡。当RETAIN=OFF和
POST=CLEAN时,三⾓形单元会达到最少;但是,它们不可能被完全删除掉─极少量的三⾓形单元可以留在过渡区域,⽬的是得到好的单元质量。
注意:如果⼀个⾯是由四边形单元和三⾓形单元混合划分⽽成,那么即使是当RETAIN=ON时细化区域内的四边形单元也不能被保留住。
因为四边形单元较三⾓形单元有更多的,因此当RETAIN=ON时增加或减少LEVEL 变量的值时不⼀定就能得到所想要的细化⽔平的增加或减少。另外,即使是四边形单元可以被保留住,它们中的⼀些单元的形态也可能很差,特别是在LEVEL值较⾼时,但是,若通过设置RETAIN=OFF⼀些三⾓形单元就有可能被引⼊⽹格。这是所不希望得到的,特别是在使⽤低阶单元时。可以通过做到以下⼏点来把三⾓形单元保持在所感兴趣的点以外:·⽤更⼤的DEPTH进⾏细化,也就是说,在所感兴趣点的更⼤的半径上细化。
·⽤POST=CLEAN选项细化。这个POST变量的设置可使三⾓形单元的数量出现得最少。·使⽤另外的⽅法进⾏细化(例如,使⽤局部⽹格控制和重新划分⽹格)。8.2.3属性和载荷的转换
与“⽗”单元相关联的单元属性会⾃动地转换到所有的“⼦”单元上。这些属性包括单元类型、材料特性、实常数和单元坐标系(若想对单元属性有更多的了解,参见§7)。
加在实体模型上的载荷和边界条件在求解开始时会转换到节点和单元上(或⽤SBCTRAN或DTRAN命令⼿⼯进⾏载荷转
换)。因此实体模型载荷会正确地加到在细化期间新⽣成的节点和单元上。但是,加在节点和单元上的载荷和边界条件(有限元载荷)不能转换到在细化期间新⽣成的节点和单元上。如果在所选择的细化区域内有这样的载荷,程序将不允许细化过程的进⾏除⾮是先删除载荷。所以,如果⽤户预计要使⽤⽹格细化功能,那么建议只将载荷加在实体模型上⽽不是直接加在节点和单元上。
注意:因为实体模型加载对于显式动⼒分析(也就是ANSYS/LS─DYNA产品)是不可⽤的,所以⽹格细化必须在这类分析的加载之前进⾏。
8.2.4⽹格细化的其它特征
⽹格细化的其它特征包括以下的⼏点:
·细化⽣成新的单元和节点(包括中间节点)被投射到实体模型⼏何体上(见图8-4)。·当使⽤选项围绕节点细化时[NREFINE],忽略所选节点中的中间节点。
·⽹格细化不会超过⾯和体的边界。也就是说,如果指定的DEPTH超过了⾯或体⽹格的边界后,邻接的⾯或体⽹格不会改变(见图8-5)。但是,如果选择进⾏细化的图元(节点、单元、关键点或线)是在边界上,或所选图元在边界两边,那么细化
就会延伸到邻接的⾯或体内。
·⽹格细化只在当前所选定的单元内进⾏(见图8-6)。
·细化可以⽤在已从实体模型中分离出来的⽹格上(MODMSH,DETACH或菜单途径Main Menu>Preprocessor>Checking
Ctrls>Model Checking)。在这种情况下,细化不会被⾯边界所终⽌。⽽且,节点和单元不会投射到实体模型上,指定POST变量的后处理选项⼀个也不能执⾏。
·在细化⼀个四⾯体⽹格期间,当清理选项被打开时(POST=CLEAN),ANSYS 在细化区域⾃动执⾏⼀个⾼⽔平的清理操作(也就是相当于VEMP,,,2的⽔平)。如果⽤户在细化期间得到形状错误信息,就关掉形状检查选项(SHPP,OFF)再执⾏⼀次细化命令〔xREFINE〕,然后再在最⾼级的⽔平之上(VIMP,,,3)进⾏四⾯体单元的改进。
图8-4节点和单元投射到⼏何体上
·如果⽤户使⽤LESIZE命令指定线的分割数,这些线在随后的细化过程中将受到影响,ANSYS将会改变那些受到影响的线的分割数(也就是说,线的分割数不仅增加,⽽且在随后的线列表中〔LLIST〕也可显⽰为负数)。
图8-5⽹格细化不超过⾯边界
图8-6只细化被选择的单元
注意:如果⽤户在后来清除⽹格(ACLEAR, VCLEAR等命令或菜单途径Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Clear>entity),则负号的存在将影响ANSYS如何处理
线的分割数。如果线的分割数是正数,则在清除操作期间,ANSYS不会删除线的分割数;若分割数是负的,ANSYS就会删除线的分割数(在随后的线列表中分割数将显⽰为零)。8.2.5⽹格细化的下⾯的针对⽹格细化:
·尽管局部⽹格细化可被⽤在所有的⾯⽹格中,但它只能⽤在由四⾯体单元组成体⽹格上。包含⾮四⾯体单元的⽹格(例如,六⾯体、楔形体、棱椎)不能被局部细化。
·如果模型在所选的细化区域内包含有接触单元,则不能使⽤局部⽹格细化。在这种情况下,应在定义接触单元前细化⽹格(或者删除接触单元,细化⽹格,然后再加接触单元。)
·局部⽹格细化不⽀持已有的在⾃由表⾯上⽣成的单元〔ESURF〕。对这些单元细化应先删掉表⾯单元,细化下⾯的单元,然后再⽣成表⾯单元。
·如果已有梁单元存在于细化区域附近,则细化就不能进⾏。为了在这个⾯上细化,梁单元应先被删掉,细化命令执⾏完后再重新定义。
·如果载荷直接加在模型的节点和单元上,细化就不能进⾏。在这种情况下,为了能细化⽹格必须删除载荷。(为避免这种情况发⽣,建议⽤户将载荷加在实体模型上⽽不是加在有限元模型上)。
·如果初始条件在节点〔IC〕、耦合节点上〔CP命令族〕,或模型中存在约束⽅程〔CE命令族〕,则局部⽹格细化不能进⾏。如果存在这些情况中的任⼀种,⽤户都应在细化之前先删除它们。
·对于显式动⼒分析模型(当使⽤ANSYS/LS─DYNA时),不推荐使⽤局部⽹格细化,因为由细化所得到的⼩单元会极度地减⼩时间步长。
·不⽀持KSCON命令。对于任何⽤KSCON命令划分⽹格的⾯,当进⾏细化时边中节点将被放置在边界的中间。·如果已定义了单元或节点组元,程序会问是否继续细化。如果选择继续,就必须更新受到影响的组元。8.3节点和单元的移动与拷贝
在通常的实体建模过程中,⽤户在⽣成有限元⽹格前应先完成整个实体模型。但是,如模型中存在重复性的⼏何特征,⽤户有时会发现下⾯的⽅法更为有效:只对模型中有代表性的⼀部分进⾏建模,划分⽹格,然后根据需要拷贝那个已划分了⽹格的区域若⼲次以完成模型。(拷贝⼀个已存在的⽹格⽐⽣成⼀个新⽹格花费的时间要少得多)。如果⽤户要成功地完成这个程序,需预先计划好要拷贝的数量。
拷贝⼀个已划分了⽹格的区域的⼀般程序是使⽤命令来⽣成和转变⾯和体,这些将在下⾯叙述。当⼀个已划分了⽹格的实体模型图元⽤这些命令中的⼀个进⾏拷贝时,所有依附其上的低级图元,包括节点和单元⽹格,都将随同那个图元⼀起被拷贝。·从模板⾯中⽣成另外的⾯,使⽤下列⽅法:命令:AGEN
GUI: Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Copy>AreasMain Menu>Preprocessor>-Modeling-Move / Modify>Areas·从模板体中⽣成另外的体,使⽤下列⽅法:命令:VGEN
GUI: Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Copy>VolumesMain Menu>Preprocessor>-Modeling-Move / Modify>Volumes·⽤对称映像由⼀个模板⾯中⽣成另外的⾯,使⽤下列⽅法:命令:ARSYM
GUI: Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Reflect>Areas·⽤对称映像由⼀个模板体中⽣成另外的体,使⽤下列⽅法:命令:VSYMM
GUI: Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Reflect>Volumes·将模板⾯转换到另⼀个坐标系下,使⽤下列⽅法:命令:ATRAN
GUI:MainMenu>Preprocessor>-Modeling-Move/Modify>TransferCoord> Areas·将模板体转换到另⼀个坐标系统下,使⽤下列⽅法:命令:VTRAN
GUI:MainMenu>Preprocessor>-Modeling-Move/Modify>TransferCoord> Volumes
⽤户必须先计划好以确保拷贝的区域之间的接触⾯上的节点和节点相匹配。例如,如果⽤户对⼀个体进⾏⾃由⽹格划分,在右端的节点模式就不必与左端的节点模式相匹配。如果原始部分和它的拷贝正好是⼀部分的右端与另⼀部分的左端相连接起来,那么在两个不匹配接触⾯上就会⽣成⼀条不连续的线缝。
沿着⾯⽹格划分的边缘线制作匹配的节点模式较容易,只要指定原始部分的两边都有相同的线分割和分割间距即可。但是,对于体就没有这么简单了。在⽹格体的两个⾯上需⽤⼀个技巧⽣成相匹配的节点模式。在⽤体单元⽹格划分之前,⽤伪⾯单元对某⼀个匹配⾯进⾏⽹格划分,然后将划分完⽹格的⾯拷贝⾄另⼀匹配⾯。(依赖于⽤户最初是如何创建体的,此时⽤户可以做⼀些清理⼯作,也可不做。如果⽤户清除了重复的重合⾯,就应根据新划分⽹格的⾯重定义体,同时删除最初的体。)然后,体就可以⽤实体单元进⾏⽹格划分了。在体⽹格划分完成后,应删去伪⾯单元。(⽤户可通过使⽤选择ACLEAR命令或菜单路径Main Menu>Preprocessor> -Modeling- Clear>Areas.⾮常⼲净地做到这⼀点)。
已经完成⽹格划分的区域在界⾯上将是相互匹配的,⽤户现在就可拷贝这个部分了,这样,重复的区域就会正好互相接触了。尽管这些区域在接触⾯上有相互匹配的节点,但这些节点的⾃由度仍然是独⽴的;也就是说,模型接触⾯上仍存在不连续的线缝。应运⾏NUMMRG,ALL来删除这个不连续的线缝。通常,在此命令后再跟着运⾏NUMCMP命令(菜单途径MainMenu>Preprocessor> Numbering Ctrls>Compress Numbers)是⼀个⽐较好的习惯。
图8─7 ⽤在接触⾯上匹配节点模式的⽅法⽣成体⽹格8.4 记录单元⾯和⽅向
如果模型中包含壳单元,并且加的是⾯载荷,那么⽤户就需要了解单元⾯以便能对载荷定义正确的⽅向。通常,壳的表⾯载荷将加在单元的某⼀个⾯上,并根据右⼿法则(按I,J,K,L节点序列⽅向,如下图如⽰)确定正向。如果⽤户是⽤对实体模型⾯进⾏⽹格划分的⽅法⽣成壳单元的,那么单元的正⽅向将与⾯的正⽅向相⼀致,⾯的正⽅向可⽤命令ALIST来确定或执⾏菜
单途径Utility Menu>List>Areas;根据右⼿法则,定义⾯的线序列⽅向来定义⾯的法线⽅向。)
图8─8⽤右⼿法则定义正法线⽅向有⼏种⽅法可⽤来进⾏图形检查:
·可⽤执⾏/NORMAL命令(菜单途径Utility Menu>PlotCtrls>Style>Shell Normals),接着再执⾏EPLOT命令(菜单途径UtilityMenu>Plot>Elements)的⽅法对壳单元的正法线⽅向进⾏⼀次快速的图形检查。·打开PowerGraphics的选项。PowerGraphics将⽤不同的颜⾊来显⽰壳单元的“底”和“顶”。
·⽤假定正确符号的表⾯载荷加到模型上,然后在执⾏EPLOT命令之前先打开显⽰表⾯载荷符号的选项〔/PSF,Item,Comp,2〕以检验它们⽅向的正确性。8.4.1 控制⾯、线和单元的法向
模型中不⼀致的法线⽅向可能会导致出现问题。例如,如果相邻的壳单元有不⼀致的法向⽅向,那么⽤户在对应⼒和应变结果进⾏后处理时就会碰到困难。说得更明⽩⼀些,若⽤户模型的某⼀个表⾯既包含壳单元的顶⾯⼜包含壳单元的底⾯,那么节点的平均应⼒和应变就有可能是不正确的。但是,PowerGraphics〔/GRAPH,POWER〕考虑到法线⽅向的不匹配并且能⽣成正确的节点应⼒图(当GUI打开时PowerGraphics是缺省的)。
ANSYS提供了各种不同的⼯具,⽤户可⽤它们来控制⾯、线和单元的法向:命令:ENORM, ANORM, ENSYM, LREVERSE,AREVERSE
GUI: Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Move / Modify>-Elements-Shell NormalsMain Menu>Preprocessor>-Modeling-Move / Modify>-Areas-Area NormalsMain Menu>Preprocessor>-Modeling-Move / Modify>Reverse Normals>of ShellsMain Menu>Preprocessor>-Modeling-Move / Modify>Reverse Normals>of LinesMain Menu>Preprocessor>-Modeling-Move / Modify>Reverse Normals>of Areas下⾯的部分描叙如何⽤这些⼯具完成⼀些操作:
·对壳单元的法向重新进⾏定向以便它们能与指定的单元有相⼀致的法向〔ENORM〕。·对⾯的法向重新进⾏定向以便它们能与指定的⾯有相⼀致的法向〔ANORM〕。·将已有壳单元的法向反向〔ENSYM〕。·将已有线的法向反向〔LREVERSE〕。·将已有⾯的法向反向〔AREVERSE〕。
注意:⽤户不能使⽤本节上述的⼯具来改变任何已经有了体载荷或⾯载荷的单元的法向。建议⽤户只有在已确信单元的法向⽅向是可接受的之后再加所有的载荷。
实常数(例如⾮均匀的壳厚度和锥形梁常数)可能会由于单元反向命令⽽失效。8.4.1.1 重新定向壳单元的法向
如果⽤户发现模型中的单元有不⼀致的正法向⽅向,则可将它们的⽅向重新定义以与某个指定的单元有相⼀致的法向⽅向。(单元坐标系,如果是由I,J,K节点定义的,则也可⽤这个操作来重定向。)⽤命令的⽅法来重新定向壳单元的法向,发出命令ENORM,ENOM:
·使⽤ENUM变量来确定单元号以便重定向的单元能与此单元有⼀致的法向⽅向。
例如,命令ENORM,3能使所有被选定的壳单元改变法向⽅向以便它们能与3号单元有⼀致的法向⽅向。查阅《ANSYSCommands Reference》中ENORM命令的描述可得到这个命令更详细的⽤法。
在GUI中,⽤户可通过选择菜单途径Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Move / Modify>-Elements-Shell Normals来重定向壳单元的法向⽅向。当重定向壳单元法向的拾取对话框出现时,拾取⽬标单元以便其它重定向单元能与它有⼀致的法向⽅向,然后点击OK。
8.4.1.2 重定向⾯的法向
如果⼀组⾯有不⼀致的法向⽅向,⽤户可重定向它们的法向以与某⼀指定⾯的法向⽅向相⼀致。⽤命令的⽅法来重定向⾯的法向,发出命令ANORM,ANUM,NOEFLIP:·使⽤ANUM变量来确定⾯的编号以便使重定向的⾯能与此⾯有⼀致法向⽅向。·使⽤NOEFLIP变量来决定是否想改变已重定向⾯上已有单元的法向⽅向以便让
它们能与新的⾯法向⽅向相⼀致。如果想让法向⽅向相⼀致就指定此变量为0,否则为1。例如,命令ANORM,5,0能使所有被选的⾯改变法线⽅向以便让它们能与编号为5
的⾯有⼀致的法向⽅向。若想了解详细的⽤法,参见《ANSYS Commands Reference》中的ANORM命令的叙述。
在GUI中,⽤户可通过选择菜单途径Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Move / Modify>-Areas-Area Normals来重定向⾯的法向⽅向。当重定向⾯的法向的拾取对话框出现时,拾取⽬标⾯以便使其它的重定向⾯能与它有⼀致的法向⽅向,点击OK。然后在“令⾯法向⼀致”的对话框中,决定是否让已有⾯单元的法向与新的法向⽅向⼀致,最后在对话框中点击OK。8.4.1.3 将已有壳单元的法向反向
⽤命令的⽅法来使已有壳单元的法向⽅向反向,发出命令ENSYM,,,,IEL1,IEL2,IEINC:
·使⽤IEL1,IEL2和IEINC变量,在步长为IEINC(缺省为1),将单元号从IEL1到IEL2(缺省为IEL1)的单元的法向反向。例如,命令ENSYM,,,,1,50就会使从1到50的壳单元的法向反向。
在GUI中,⽤户可通过选择菜单路径Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Move / Modify>Reverse Normals>of Shells来使已有的壳单元的法向反向。当壳单元的法向反向的拾取对话框出现时,拾取要进⾏法向反向的壳单元然后点击OK。8.4.1.4 将已有线的法向反向
⽤命令的⽅法来使线的法向⽅向反向,发出命令LREVERSE,LNUM,NOEFLIP:·使⽤LNUM来确定要进⾏线法向反向的线的号码。
·使⽤NOEFLIF变量来指⽰是否想改变线上已有单元的法向⽅向以便让它们能与反向后的新法线⽅向相⼀致。如果想使法线⽅向⼀致,则指定这个变量为0,否则为1。
例如,命令LREVERSE,1,1将编号为1的线的法向反向,但没让线上的任何⼀个线单元的法向与新的⽅向相同。若想了解具体⽤法,参看《ANSYS Commands Reference》中LREVERSE命令的叙述。
在GUI中,⽤户可通过选择菜单途径Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Move / Modify>Reverse Normals>of Lines来使线的法向反向。当线法向反向的拾取对话框出现时,拾取要进⾏法向反向的线,点击OK。然后在“令线法向⼀致”的对话框中,决定是否让已存有线单元法向与新的法向⽅向⼀致,最后在对话框中点击OK。8.4.1.5 将已有⾯的法向反向
⽤命令的⽅法来使⾯的法向⽅向反向时,发出命令AREVERSE,ANUM,NOEFLIP:·使⽤ANUM变量来确定要进⾏⾯法向反向的⾯的号码。
·使⽤NOEFLIP变量来指⽰是否想改变⾯上已有单元的法向⽅向以便让它们能与反向后⾯的新法向⽅向⼀致。如果想使法线⽅向⼀致,则指定这个变量为0,否则为1。
例如,命令AREVERSE,7,0将编号为7的⾯的法向反向,同时⾯内已有单元的法向⽅向将与新法向⽅向相同。若想了解具体⽤法,参看《ANSYS Commands Reference》中AREVERSE命令的叙述。
在GUI中,⽤户可通过选择菜单路径Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Move / Modify>Reverse Normals>of Areas来使⾯的法向反向。当⾯法向反向的拾取对话框出现时,拾取要进⾏法向反向的⾯,点击OK。然后在“⾯法向反向”的对话框中,决定是否让已有⾯单元的法向与新的法向⽅向⼀致,最后在对话框中点击OK。8.5已划分⽹格模型的修改:清除和删除
因为ANSYS程序执⾏实体建模的交叉参照检查,⽤户就不能删除已划分⽹格的实体模型图元,也不能⽤EDELE或NDELE命令删除与实体模型图元有联系的单元和节点。为了能修改模型,通常需要⽤⽹格清除命令来清除实体模型图元上的⽹格。这些清除命令可以认为是⽹格⽣成命令的反过程。清除完模型后,就可以按需要对实体模型进⾏修改了。
8.5.1清除⽹格
⽹格清除命令删除与对应的实体模型图元相联系的节点和单元。当清除⼀个较⾼级的图元时,所有较低级的图元都被⾃动清除掉,除⾮这些较低级的图元本⾝已划分了⽹格。在图元边界上并与相邻图元所共享的节点在执⾏清除命令时不会被删去。·删除与所选定的关键点相联系的节点和点单元。使⽤下列⽅法:命令:KCLEAR
GUI: Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Clear>Keypoints·删除与所选定的线相联系的节点和线单元。使⽤下列⽅法:命令:LCLEAR
GUI: Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Clear>Lines·删除与所选定的⾯相联系的节点和⾯单元,使⽤下列⽅法:命令:ACLEAR
GUI: Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Clear>Areas·删除与所选定的体相联系的节点和体单元,使⽤下列⽅法:命令:VCLEAR
GUI: Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Clear>Volumes
在⼀个⽹格清除操作之后,程序会报告每⼀种图元有多少已经被清除掉了。如果图元的单元或节点已经被清除了,那么这个图元就可以认为被清除完了。
图8-9两个⾯的边界上的节点
如果被删除的单元/节点正好是在单元/节点表的末尾,那么下⼀个可⽤的单元/节点的ID 号也就会相应地被重新设置。(⽤户也可⽤MOPT,CLEAR,OFF命令来压缩并重新设置ID号。)
如前所述,由命令TYPE,REAL,MAT和ESYS赋给实体模型的属性随着⽹格划分的命令〔AMESH,VMESH等〕⽽成为单元属性,但⽹格清除命令会清除掉单元属性。在列表命令〔ALIST,VLIST等〕输出结果中,这些可清除的属性⽤负的属性号来指出。⽹格清除
命令不影响⽤与属性相联系的命令〔AATT,VATT等〕所分配的属性。在任何情况下,发出新的与属性相联系的命令都会屏蔽先前同实体模型相联系的单元属性。8.5.1.1修改单元属性
有⼏种原因会使⽤户在划分⽹格之后想修改单元属性:在对属性赋值时发⽣了⼀个错误,需要改变设计,或要将模型从⼀个分析项⽬转换到另⼀个分析项⽬(例如在⼀系列的热应⼒分析中)。下⾯是可⽤的修改单元属性的技术:8.5.1.2强制⽅法
⽤⽹格清除命令清除⽹格;⽤与属性相联系的命令和诸如TYPE,REAL等的命令设置新的属性;然后使⽤⽹格划分命令划分⽹格。因为重新划分⽹格有时是很费时间的,所以如果⽹格本⾝是可接受的。就应该避免使⽤这种⽅法。注意当⽹格清除命令被执⾏时会产⽣什么结果:由⽹格划分命令(在由ALIST,VLIST等命令产⽣的列表中⽤负的属性号标识)所设置的实体模型属性将会被删掉;由与属性相联系的命令〔AATT,VATT等〕所设置的实体模型属性不会被改变。因⽽,如果⽤户最初是⽤属性相联系的命令对实体模型赋的值,那么由于与属性相联系的命令的级别⽐TYPE,REAL,MAT和ESYS命令⾼,因此⽤户就不能⽤TYPE,REAL,MAT和ESYS命令对实体模型的属性进⾏重新赋值。(这时⽤户需重新发出⼀个与属性相联系的命令。)在重新划分⽹格时,同实体模型图元相联系的属性会被赋值到由这些图元所产⽣的单元上。
直接修改单元:单元属性也可以不必⽤费时的重新划分⽹格的⽅法来改变:⽤户可先选定那些要进⾏修改的单元;重新设置属性(在本程序中使⽤TYPE,REAL,MAT和ESYS 命令);运⾏EMODIF命令或菜单途径Main Menu> Preprocessor>-Modeling-Move / Modify>-Elements-Modify Attrib。本程序直接修改单元属性,⽽不影响相应的实体模型属性。本程序尽管很⽅便但也很危险,因为有限元模型中的单元属性将不再与实体模型中单元的属性相匹配,⽽且也有可能在得不到任何警告的情况下,将单元的属性改成⼀个不适当的值。由于这些原因,如果⽤户决定⽤直接修改单元的⽅法来试着改变单元的属性,那么就必须要⼩⼼地进⾏这⼀过程。
另⼀种直接修改指定单元的材料号的⽅法是使⽤MPCHG命令或菜单途径Main Menu>Preprocessor>Material Props>ChangeMat Num。(MPCHG不象其它的修改单元命令那样必须在PREP7内才有效,它在PREP7和SOLUTION内都有效。因⽽,这个命令可以被⽤来在两次求解之间改变单元特性)。
修改属性表:另⼀种可能的⽅法是在属性表中改变图元属性,但必须在⽹格划分后和进⼊SOLUTION前。如果REAL设置或MAT设置中包含有不能⽤的项⽬(例如,为梁单元设
置的REAL特性被赋值给⼀个杆单元),程序就会发出⼀个警告。本程序不需要重新划分⽹格。
关于增加和删除中间节点的注意事项:对于任何这样的程序,如果⽤户要改变单元类型,⽤有中间节点的单元代替⽆中间节点的单元,还需要使⽤下列⽅法来增加所要求的额外的中间节点:命令:EMID
GUI: Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Move / Modify>-Elements-Add Mid Nodes
EMID必须在运⾏MODMSH,DETACH命令或菜单途径Main Menu> Preprocessor>Checking Ctrls>Model Checking之前运⾏。⽽且,为了删除中间节点,⽤户必须⾸先⽤EMID,-1命令把它们从中间节点单元中分离出来。8.5.2 删除实体模型图元
⽤户可⽤下⾯描述的图元删除命令来删除实体模型图元。如果较低级的图元依附于某个较⾼级的图元,那么它们就不能被单独地删除。因⽽,如果⽤户已经⽤⼏何体素命令创建了⼀个块,那么就不能选择删除同这个块相联系的关键点,除⾮⾸先以逐层递减的顺序先删除那个关键点所依附的所有较⾼级的图元(线、⾯和体)。·删除未进⾏⽹格划分的⾯,使⽤下列⽅法:命令:ADELE
GUI: Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Delete>Area and BelowMain Menu>Preprocessor>-Modeling-Delete>Areas Only·删降未进⾏⽹格划分的关键点,使⽤下列⽅法:命令:KDELE
GUI: Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Delete>Keypoints·删除未进⾏⽹格划分的线,使⽤下列⽅法:命令:LDELE
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