ANSYS APDL自适应网格划分脚本宏命令ADAPT的设置和使用方法
在有限元分析中,我们经常采用细化网格的方法来提高有限元计算的精度。随着网格的逐步加密,每个节点的应力逐步变化,直到其不再发生明显改变时,我们认为此时的网格密度符合计算精度要求。
但是上述过程是手工进行的,那么能不能让ANSYS自动做这件事情呢?例如让它自动进行网格加密,直到结果收敛?答案是肯定的,这就是ANSYS的自适应网格划分技术。
ANSYS提供了一个宏ADAPT,专门用于解决此问题。当用户建模完毕后,运行该宏,它会自动进行网格调整,当满足某个准则时,它就自动停止计算。
自适应网格划分与一般问题的有限元求解步骤类似。首先选择单元类型,设置材料模型,建立几何模型,设置边界条件。但是不需要划分网格。设置边界条件后,就可以直接调用脚本ADAPT,它会自己划分网格,并进行静力学计算。
下面通过一个例子,来说明在ANSYS中如何使用ADAPT进行自适应网格划分的计算。
1、体例
一个椭圆膜结构如下图,它承受了均布向外的拉力。现在要确定D点处的Y方向的应力。
材料参数、几何尺寸和边界条件如下图所示。
2、求解过程
此问题属于平面应力问题,选择PLANE182单元类型,板的厚度为0.1。定义材料的弹性模量为210E9和泊松比为0.3。
绘制几何模型,由于平板的内外圈均为椭圆,可以创建两个椭圆坐标系,分别绘制内外圈的椭圆,然后连成一个面。
分别对左侧边和下侧边施加对称边界条件,在2号直线上施加均布拉力,结果如下图。
为了帮助ADAPT更好的划分网格,这里在调用ADAPT之前,指定对该面进行映射网格划分,并指定用四边形单元得到更好的结果。
在命令窗口输入:
MSHKEY,2
MSHAPE,0,2D
SMRTSIZE,OFF
首先指定尽量用映射网格划分,并使用四边形单元,然后关闭了SMARTING尺寸划分。
进入求解器,设置为静力学分析。然后输入命令:
ADAPT,4,7,,,1
或通过菜单Main Menu>Solution>Solve>Adaptive Mesh ,设置自适应网格划分并计算。
该命令启动了自适应网格划分宏。该宏指明,最多只进行4次的网格重分和计算,结构的归一化能量误差最多是7,在关键点处单元尺寸的最大改变因子是1。
输入上述宏后,ANSYS立即开始启动计算。它会反复修改网格,并进行静力学计算,计算完毕后考察结构的归一化能量误差,如果该误差大于7,则再次修改网格,再次进行静力学计算,再次计算能量误差,当误差小于7时,就停止计算。