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Abaqus网格划分怎么控制 Abaqus网格畸变严重怎么修正

发布时间:2026-06-30 16: 34: 00

Abaqus网格划分的控制方法,以及网格畸变严重时的修正思路,是有限元建模当中,很容易影响到计算结果的一个环节。网格并不是越密就越好,也不是软件自动划分完,就可以直接提交去计算了。网格的尺寸、单元的类型、过渡的方式、局部的加密,还有几何的质量,这几样东西,都会影响到收敛的情况、应力集中的表现,还有计算的效率。在Abaqus/CAE里面,是可以通过种子、网格控制,还有单元类型这些方式,去控制网格生成的,边、面、体这些区域,也都可以作为划分时候的控制对象。

一、Abaqus网格划分怎么控制

在用Abaqus划分网格之前,需要先弄清楚,模型所要关注的计算结果,到底是什么。如果只是去看整体的位移,那么网格是可以划分得相对粗一些的;可要是去看孔边、圆角、接触的区域、焊缝,还有裂纹尖端附近的应力,那么局部的网格,就需要划分得更细一些。网格控制的目的,就是要在那些关键的区域里面,去保证计算的精度,而在那些非关键的区域里面,去控制好计算的规模。

1、先把网格的尺寸确定下来

网格的尺寸,是需要结合结构的尺寸、载荷所在的位置,还有结果所要关注的区域,一起去定的。在整体的区域上面,可以使用比较大的尺寸;而在孔洞、倒角、接触面、载荷集中的这些地方,就需要适当地去进行加密。不要给整个模型,都一刀切地划成同样的大小,不然的话,不是关键区域的网格不够细,就是整体的单元数量会变得太多。

2、把局部的种子设置好

在Seed Edge或者相关的种子设置里面,是可以给边、面,或者实例,去指定单元的尺寸的。局部的种子,比较适合用来控制那些细节的区域,比如孔的周围一圈、薄壁连接的地方、接触的边界、还有应力梯度比较大的位置。Abaqus/CAE支持给边、面,还有单元的区域,去设置种子,实际建模的时候,可以先使用全局的种子,然后再对那些关键的边,单独去进行加密。

3、选择合适类型的单元

实体的结构,比较常见的是六面体、四面体,还有楔形单元;壳的结构,则需要根据厚度和受力的情况,去选择壳单元。对于形状比较规则的几何体,可以优先去考虑结构化的网格,和六面体单元;形状比较复杂的几何体,则可以使用四面体去进行过渡,但是这个时候,就需要去注意单元的质量。单元的类型,要是选错了,那么网格看起来虽然是完整的,计算出来的结果,却也有可能是不稳定的。

二、Abaqus网格畸变严重怎么修正

网格的畸变情况比较严重的时候,不能只是反复地去点击重新划分。需要先去判断一下,这个畸变,它到底是来自于几何本身的问题,还是网格尺寸的问题,又或者是单元类型和划分的方法,不够合适。有很多畸变的问题,从本质上来看,其实就是几何模型太碎了、过渡的地方太急了,或者是一些局部的特征,尺寸太小了。

1、先把几何的细节清理干净

那些很小的倒角、很小的孔、很碎的面、很短的边,还有一些不必要的缝隙,这些东西,都有可能会让网格生成出很多细长的单元来。如果这些细节,对于分析的结果,影响是非常小的,那么就可以在建模的阶段,适当地去把它们给简化掉。几何模型越是干净,网格也就越容易稳定下来。

2、检查一下网格的质量

通过Verify Mesh这个功能,去查看单元的形态、长宽比、扭曲的程度,还有雅可比这些质量的指标。如果发生畸变的单元,都集中在某一个边角,或者是过渡的区域,那就优先去修改这个地方;可要是畸变的情况,在整个模型上面,都大量地出现,那就需要重新去考虑整体的网格策略了。操作的时候,不能只是去看软件有没有报错,还要去看一看,那些质量偏低的单元,是不是正好就位于高应力的区域里面。

3、把分区和过渡调整一下

对于结构比较复杂的模型,可以先去做一下Partition,把那些大的面、大的体,切成更加规则的小块区域。这样做,就更加容易去生成结构化,或者扫掠形式的网格。在做局部加密的时候,需要去注意一下过渡的方式,不能从非常小的单元,一下子就跳到了非常大的单元,不然的话,就很容易出现那种瘦长的单元,和发生畸变的单元。

三、Abaqus网格划分怎么减少返工

网格的划分这件事,最好是能够和分析的目标,放在一起去考虑,而不是等到计算已经失败了以后,再回过头来去修改。特别是接触、非线性材料、大变形这一类的问题,它们对于网格的质量,是更加敏感的,在前期多做一点检查,就能够减少后面反复报错的情况。

1、先用比较粗的网格去做一次试算

可以先使用比较粗的网格,去把整个模型跑上一遍,确认一下边界条件、载荷、材料,还有接触的设置,都没有什么明显的错误。等到模型能够正常收敛了以后,再去对那些比较关键的区域,进行加密。这样做,比起一开始就使用非常密的网格,要更加节省时间一些。

2、做一下网格无关性的检查

对于比较关键的计算结果,不能只是看某一次网格划分出来的值。可以一步一步地把关键区域的网格进行加密,然后再去比较一下最大的应力、位移、反力,或者是接触压力的变化情况。如果网格加密了以后,结果的变化,已经非常小了,那就说明当前的网格,基本上是够用的了;可要是结果还在持续地、大幅度地发生变化,那就说明网格的策略,还需要再进行调整。

3、把网格设置的记录保留下来

网格的尺寸、局部的种子、单元的类型、分区的方式,还有质量检查的结果,这几样信息,都需要把它们给记录下来。等到后面去修改模型、复核报告,或者交付项目的时候,就可以说明清楚,当时为什么要这样去划分网格,而不至于只能拿得出一张最终的网格截图。

总结

Abaqus的网格划分应当怎样去控制,以及网格畸变严重的时候又该怎样去修正,这两件事的关键,是先要按照分析的目标,去确定好网格的策略,然后再通过全局的尺寸、局部的种子、单元的类型,还有几何上的分区,去控制好网格的质量。当畸变情况比较严重的时候,不要去简单地重新划分,而是需要去检查几何的细节、网格的质量,还有过渡的关系。到了最后,还要通过粗算、局部加密,还有网格无关性的检查,去验证结果的稳定性,这样做,得到的结果才会更加可靠。

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