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Hypermesh网格质量检查面板check elems详细介绍

2017年04月20日 CAE 阅读 40,292 views 次

网格质量检查是有限元划分网格的重要一步,在文章《Hypermesh网格质量检查工具面板》中详细介绍了Hyperworks/Hypermesh中常用的网格质量检查工具:qualityindex面板、edges面板、faces面板、normals面板,下面介绍下Hypermesh中另一个功能十分强大的网格质量检查工具:check elems面板。

check elems面板位于Tool页面,也可通过快捷键F10进入.check elems面板可以检查单元的基本质量和几何质量。依据单元类型,check elems面板可分为3类,即1-d、2-d、3-d面板。

1、1-d单元质量检查

1-d单元质量检查包含:

(1)free 1-d's——检查一维单元是否含有自由端;

(2)rigid loops——检查一维刚性单元是否形成刚性环;

(3)dependency——检查焊接和刚性单元是否含有双重依赖;

(4)length<——检查单元的最小长度;

(5)length>——检查单元的最大长度;

2、2-d单元质量检查

2-d单元质量检查包含:

(1)warpage——检查四边形单元的翘曲量,即单元偏离平面的量,由于3点形成平面, 当四边形的一个角点与其他3个角点不在同一平面上时,则形成翘曲,一般地,可接受小于5°的翘曲量;

(2)aspect——检查单元的纵横比,即单元最长边与最短边之比,一般地,纵横比应小于5;

(3)skew——检查单元的扭曲度,三角形单元的扭曲角定义为:单元任意一边的中线与其余两边中点连线所成最小夹角的余角,即90°-min(a1,a2,a3)。四边形单元的扭曲角定义为:单元对边中点连线所成最小夹角的余角,即90°-min(a1,a2);

(4)chard dev——检查表面单元偏离真实曲面的程度,即弦差。曲面可以用许多小的平面来近似,弦差即为单元各边的中点与该点在对应面上的投影点的距离。

(5)length<——检查单元的最小边长;

(6)length>——检查单元的最大边长;

(7)jacobian——曲检查单元偏离理想形状的程度,即雅可比(jacobian)值,雅可比值的范围从0到1,1表示理想形状.Hypermesh在每个单元的高斯积分点或角节点计算jacobian矩阵的行列式,并且输出最小值与最大值之比,即jacobian值。通常认为大于0.7的比值是可以接受的,而小于0的比值表示一个凹面单元,这将导致收敛问题。

(8)taper——检查四边形单元偏离矩形的程度,四边形可由对角线分为两个区域,如下图所示。

taper按下式定义:

式中Atri为单个三角形区域的面积,Aquad为四边形的面积。

可见,当taper接近0时,四边形近似为矩形,特别地,规定三角形的taper值为0。

(9)min angle <——检查单元的最小内角;

(10)max angle<——检查单元的最大内角。

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