ANSYS第3章 网格划分技术及技巧(完全版)(3)

其中 KNOCLEAN 为预紧单元清除参数，如为 0 则删除预紧单元并通过 PMESH 再形成；如为 1 则不删除预紧单元。其余参数同 SLIST 命令。 7. 绘制所定义截面

命令：SECPLOT, SECID, VAL1, VAL2 SECID - 截面 ID 号。

VAL1,VAL2 - 输出控制参数。

对 BEAM：VAL1 = 0 则不显示栅格；VAL1 = 1 则现实栅格。 对 SHELL：VAL1 和 VAL2 表示显示层号的范围。 8. 自定义截面的存盘和读入

存盘命令：SECWRITE, Fname, Ext, --, ELEM_TYPE 读入命令：SECREAD, Fname, Ext, --, Option Fname - 文件名及其路径（可达 248 个字符）。 Ext - 文件名的扩展名，缺省为“SECT”。

ELEM_TYPE - 单元类型属性指示器，此参数意义不大。

Option - 从何处读入的控制参数。如 Option=LIBRARY（缺省）则从截面库中读入截面数据。如 Option=MESH 则从用户网分的截面文件中读入，该文件包含了栅格和栅点等数据。

创建自定义截面的基本步骤有：

① 创建 2D 面，可完全表达截面形状。

② 定义且仅能定义 PLANE82 或 MESH2000 单元，如果有多种材料则定义材料号。 ③ 定义网分控制并划分网格。

④ 用 SECWRITE 命令写入文件。

⑤ 用 SECTYPE 和 SECREAD 命令定义截面 ID 等。 示例：

截面由两种材料组成，其分界线如图中所示，其自定义截面命令流如下： ! EX3.2 自定义多种材料截面 finish $ /clear $ /prep7

Ro=1.5 $ Ri=1.0 ! 定义两个半径

csys,1 $ cyl4,,,ri $ cyl4,,,ro ! 设置柱坐标系，创建两个圆面 aptn,all ! 作面分割运算 wprota,,90$asbwa,all ! 切分面 wprota,,,90 $ asbw,all $ wpcsys ! 切分面

et,1,plane82 ! 定义单元类型为 PLANE82

mymat1=4 $ mymat2=7 ! 定义两个材料参数，分别赋值 4 和 7 mp,ex,mymat1,1.0 $ mp,ex,mymat2,2.0 ! 定义材料参考号，具体特性可任意 asel,s,loc,x,0,ri $ aatt,mymat1,,1 ! 内部圆面为材料 mymat1 asel,s,loc,x,ri,ro $ aatt,mymat2,,1 ! 外部环面为材料 mymat2 allsel$esize,0.25 $ mshape,0,2d ! 定义网格控制、单元形状 mshkey,1 $ amesh,all ! 定义网格划分方式并网分 secwrite,mycsolid,sect ! 将截面写入 mycsolid.sect 文件 ! 下面准备读入截面并使用

finish $ /clear $ /prep7

et,1,beam189 ! 定义单元类型为 BEAM189 mym1=4 $ mym2=7 ! 定义两个材料参数，此值与 MYMAT 对应

mp,ex,mym1,3.0e10

mp,prxy,mym1,0.167 ! 定义材料参考号 MYM1 和具体特性值 mp,ex,mym2,2.1e11

mp,prxy,mym2,0.3 ! 定义材料参考号 MYM2 和具体特性值 sectype,1,beam,mesh ! 定义用户梁截面

secread,mycsolid,sect,,mesh ! 读入 mysolid.sect 文件 k,1$k,2,,,10 $ l,1,2 $ lesize,all,,,20 ! 创建关键点和线，及线的网格划分控制 latt,,,1,,,,1 ! 此处采用了缺省材料参考号，即便指定材料参考号也不起作用 lmesh,all $ /eshape,1 ! 划分网格，打开单元形状

/pnum,mat,1$ eplot ! 显示单元材料参考号，并显示单元

特别注意的是材料参考号在 SECWRITE 之前就确定了，而在使用该截面时只能使用相同的材料参考号。但在前者中可任意设置材料特性值，也就是说在前者中的材料具体特性值没有意义，仅材料参考号有意义。

9. 定义层壳单元的数据（Type=SHELL） 命令：SECDATA, TK, MAT, THETA, NUMPT

该命令仅使用于 SHELL131、SHELL132、SHELL181、SHELL208、SHELL209 单元。 10. 定义预紧截面的数据（Type= PRETENSION） 命令：SECDATA, node, nx, ny, nz

修改预紧截面数据可采用 SECMODIF 命令。 11. 定义连接数据（Type=JOINT）

当 Subtype= REVO 时命令：SECDATA ,,,angle1

当 Subtype= UNIV 时命令：SECDATA ,,,angle1,,angle3 五、 设置几何模型的单元属性

前面介绍了如何定义单元类型、实常数、材料属性、梁截面等单元属性，但与几何模型还没有任何关系。

如何将这些属性与几何模型关联呢？这就是对几何模型进行单元属性的设置，即将这些属性赋予几何模型。

赋予几何模型单元属性，仅 4 个命令:

KATT, LATT, AATT, VATT（简称 xATT 命令）。 1. 设置关键点单元属性

命令：KATT, MAT, REAL, TYPE,ESYS

其中 MAT, REAL, TYPE, ESYS 分别为材料号、实常数号、单元类型号、坐标系编号。 该命令为所选择的所有关键点设置单元属性，而通过这些关键点复制生成的关键点也具有相同的属性。如果关键点在划分网格时没有设置属性， 则其属性由当前的“ MAT、REAL、TYPE、ESYS”等命令设置。

在划分网格前如要改变其属性，只需重新执行 KATT 命令设置，

如果其命令参数为 0 或空，则删除相关的属性。

如果 MAT,REAL,TYPE,ESYS 参数中任意一个定义为 -1，则设置保持不变。 2. 设置线的单元属性

命令：LATT, MAT, REAL, TYPE, --, KB, KE, SECNUM

MAT,REAL,TYPE - 同 KATT 中的参数。 KB,KE - 线始端和末端的方位关键点。ANSYS 在对梁划分网格时，使用方位关键点确定梁截面的方向。对于梁截面沿线保持同一方位时，可仅使用 KB 定位；预扭曲梁（麻花状）可能需要两个方位关键点定位。 SECNUM - 梁截面 ID 号。

该命令为所选择的线设置单元属性，但由 KB 和 KE 指定的值仅限于所选择的线，因此通过这些线复制生成的线则不具有这些属性（即 KB 或 KE 不能一同复制）。但如不使用 KB 和 KE 时，通过这些线复制生成的线具有同样的属性。不指定单元属性、修改其单元属性与 KATT 命令类似，可参照处理。

在命令 LATT 中如果没有指定 KB 和 KE 则采用缺省的截面方位，缺省截面方位的确定方法是截面的xoz坐标平面总是垂直总体直角坐标系的 XOY 平面，且截面至少有一个坐标轴与总体坐标轴方向相同或接近。

如果使用 KB 和 KE 确定截面方位，则始点截面 yoz 平面垂直于 KP1、KP2 和 KB 组成的平面且截面的 z 轴指向 KB 侧；同理，末端截面截面 yoz 平面也垂直于 KP1、KP2 和 KE 组成的平面且截面的 z 轴指向 KE 侧。如果 KB 和 KE 在不同的方向，则截面方位是变化的，沿线形成麻花状截面。

finish $ /clear $ /prep7

et,1,beam189 $ mp,ex,1,2.1e5 $ mp,prxy,1,0.3 ! 定义单元类型和材料属性

sectype,1,beam,i$secdata,100,40,160,10,10,8 ! 定义梁截面 ID=1 和截面数据 l0=1000 $ dl=500 $ dxc=400 ! 定义几个参数 k,1 $ k,2,,,l0 $ l,1,2 ! 创建关键点和线 k,100,,dl $ k,200,dxc,-dl $ k,300,2*dxc,dl ! 定义定位关键点 k,301,2*dxc+dl $ k,400 $ k,500,8*dxc

lgen,5,1,,,dxc ! 复制生成5条线 lsel,s,,,1 $latt,1,,1,,100,,1 ! 线 1 定位点 KB=100 lsel,s,,,2 $latt,1,,1,,200,,1 ! 线 2 定位点 KB=200

lsel,s,,,3 $latt,1,,1,,300,301,1 ! 线 3 定位点 KB=300, KE=301 lsel,s,,,4 $latt,1,,1,,400,,1 ! 线 4 定位点 KB=400 lsel,s,,,5 $latt,1,,1,,500,,1 ! 线 5 定位点 KB=500 lsel,all $ lesize,all,,,50 ! 定义网格划分控制 lmesh,all $ /eshape,1 $ eplot ! 划分网格并显示

3. 设置面的单元属性

命令：AATT, MAT, REAL, TYPE, ESYS, SECN MAT,REAL,TYPE - 同 KATT 中的参数。

SECN - 截面 ID 号（由 SECTYPE 命令定义）。

该命令为所选择的面设置单元属性，通过这些面复制生成的面也具有同样的属性。 4. 设置体的单元属性

命令：VATT, MAT, REAL, TYPE, ESYS 其中参数与 KATT 命令中的参数意义相同。

上述 4 个命令中，LATT 略复杂些，主要是定义梁截面的方位，其余命令则相对容易。xATT 命令都是对所选择的没有划分网格的几何图素设置的单元属性，一旦划分网格，不容许再用 xATT 命令设置属性。 3.2 网格划分控制

在 3.1 节中介绍了如何定义单元属性和怎样赋予几何图素这些性质，这里则介绍如何控制网格密度或大小、划分怎样的网格及如何实施划分网格等问题。

但是网格划分控制不是必须的，因为采用缺省的网格划分控制对多数模型都是合适的；如果不设置网格划分控制则 ANSYS 自动采用缺省设置对网格进行划分。 一、单元形状控制及网格类型选择 1. 单元形状控制

命令：MSHAPE, KEY, Dimension

KEY - 划分网格的单元形状参数，其值可取： KEY=0：如果 Dimension=2D 则用四边形单元划分网格；如果 Dimension=3D 则用六面体单元划分网格。 KEY=1：如果 Dimension=2D 则用三角形单元划分网格；如果 Dimension=3D 则用四面体单元划分网格。

在设置该命令的参数时，应考虑所定义的单元类型是否支持这种单元形状。 2. 网格类型选择

命令：MSHKEY, KEY

其中 KEY 表示网格类型参数，其值可取：

KEY=0（缺省）：自由网格划分（free meshing）

KEY=1：映射网格划分（mapped meshing）

KEY=2：如果可能则采用映射网格划分，否则采用自由网格划分。 单元形状和网格划分类型的设置共同影响网格的生成，二者的组合不同，所生成的网格也不相同。

ANSYS支持的单元形状和网格划分类型组合

没有指定单元形状和网格划分类型时将发生的情况

3. 中间节点的位置控制 命令：MSHMID, KEY

其中 KEY 为边中间节点位置控制参数，其值可取：

KEY=0（缺省）：边界区域单元边上的中间节点与区域线或面的曲率一致。 KEY=1：设置所有单元边上的中间节点使单元边为直的，允许沿曲线进行粗糙的网格划分。

KEY=2：不生成中间节点，即消除单元的中间节点。 上述几条命令的应用示例如下命令流。

! EX3.4 A 两种单元形状和两种网格划分比较

finish $ /clear $ /prep7

et,1,plane82 ! 定义单元类型

k,1 $ k,2,8 $ k,3,7,6 $ k,4,1,6 ! 创建关键点

a,1,2,3,4 $ esize,1 ! 创建面、定义单元尺寸 mshape,0 $ mshkey,0 ! 四边形单元、自由网格划分

! mshape,0 $ mshkey,1 !四边形形状、映射网格划分

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