ANSYS的博客
2021年9月22日
基于求解器的网格划分:如何保持高质量的网格
在如何用Ansys力学网格和模拟焊缝在前面的基础上，我们讨论了需要一个高质量的网格和生成网格和焊接连接的策略有限元网格介绍．这些网格对于精确的解决方案是必不可少的，并使您能够做出合理的工程决策。在几何变形(初始形状变化)最小的分析中，控制初始网格的质量和大小就足够了。
当几何体被期望有明显的扭曲时，很难保持网格的质量，因为它会像孩子手中的粘土一样变形和扭曲。在这些情况下，重新网格以避免网格扭曲是很有用的。这可能很麻烦，特别是如果重新网格步骤是在没有用户干预的情况下自动完成的。幸运的是,Ansys机械可以在2D和3D分析中重新网格扭曲的元素。让我们讨论两种应用，其中求解器网格技术是解决复杂问题的关键。
几何图形很容易变形和扭曲，就像孩子玩粘土一样。
什么是非线性网格自适应?
模拟制造方法，如轧制、拉伸和冲压，往往伴随着实质性的形状变化。分析橡胶密封件或软化韧性金属以防止流体或气体泄漏也会引起严重变形。在这些类型的分析中，形状变化非常严重，以至于初始网格的质量会丢失。
非线性网格自适应(NLAD)解决了这种分析中的网格失真问题。求解器跟踪网格质量，当看到失真时，生成一个更高质量的网格。您可以通过细化、保持相同大小或粗化网格来灵活地重新网格扭曲的区域。
NLAD解决方案的弹性体绳之间的多个外壳卷曲。
非线性网格自适应的优点
当有自我接触时，该技术可以重新啮合。这是在模拟橡胶密封件被挤压到小裂缝中以防止高压容器、管道和其他机械设备中的流体或气体泄漏时的典型情况。
NLAD的一个优点是可以控制网格离散化误差。当工程师设计组件时，分析师心中的一个困扰是结果的准确性。在感兴趣的区域使用粗网格的一个常见错误会导致对关键位置的应力预测不足。非线性网格自适应可以通过监测网格捕获应力和应变变化的能力来缓解这些问题，并改进它们以更好地捕获相邻元素的应力和应变变化。对于非常大的模型，如发动机缸体或复杂的组件，热点应力的位置仍然未知，让求解器自动细化选定区域的网格，以提高结果的准确性是一个非常强大的好处。
一个锻造解决方案与Ansys名称使用NLAD
基于自适应网格的裂纹扩展模拟
在裂缝生长模拟中也采用了网格重构技术。疲劳裂纹扩展是工业设备、航空结构和运输框架中常见的故障，导致生命和财产的损失。预测裂纹扩展是确保安全的关键。当裂缝位于复杂的几何位置时，传统的手册就失效了。分离、变形、自适应、重网格技术(S.M.A.R.T)使您能够准确预测复杂疲劳加载循环下的裂纹扩展。一个主要的挑战是不仅能够预测裂纹的扩展和方向，而且能够自动处理网格中的拓扑变化，并以自动化的方式将几何结构与新的裂纹面重新网格。
S.M.A.R.T已经成熟到可以处理复杂的几何形状，如燃气涡轮发动机的叶片、发动机缸体和焊缝。重网格技术自动创建新的裂缝面，细化裂缝前端的网格，并对其他区域的网格进行粗化，以保持精度，同时保持最小网格数。
NLAD和S.M.A.R.T都是有用的基于求解器的重网格技术。自动重新划分网格的功能将重新划分新拓扑的负担从您转移到求解器。模拟过程是繁琐的，耗时的，容易出错的，现在是用户友好的。这使得普通用户和仿真专家能够解决以前很麻烦的复杂工程问题。
涡轮增压器几何图形上显示的裂纹扩展
通过查看网络研讨会了解更多信息Ansys多物理场模拟裂纹扩展分析，或者选修这门课程Ansys力学断裂力学．
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