自适应网格技术是指在数值计算过程中能够根据解的变化和需要自动调整计算网格,以提高数值计算的效率和精度的技术。
那么它在ANSYS中是如何实现的呢?如下图
ANSYS中触发非线性自适应有四种标准,分别是based、based、Mesh based、based。
在求解过程中,当满足定义的标准时,网格被划分或重新划分。在分割过程中,当前单元将被分割成一定长度的单元。精炼区与非精炼区会形成过渡层。对于3D四面体单元,在分割过程中会有形状拓扑和校正来促进网络。网格质量变好,对于二维单元,单元划分后进行校正,划分功能在基、基、基标准下有效。
自适应网格划分在 APDL 和环境中都是可能的。只需如下图所示插入并设置即可。
下面通过一个例子来说明网格非线性自适应的过程。
[案例描述]
橡胶密封圈位于凹槽内,盖板向下移动15mm,挤压密封圈。盖板厚度为2mm,底座厚度为2mm,密封圈截面积为20mm厚,高度为40mm。盖板和底座的材料为结构钢。 ,密封圈材质为橡胶。
【案件流程】
1)打开ANSYS,打开静态分析系统,将单位改为Kg、mm、s系列。
2)在属性中将分析类型更改为2D,右键A3并打开SCDM开始建模。具体建模过程这里不再赘述。
3)双击Data,在材料库中找到超弹材料中的材料,添加到橡胶模型中。
4)全部划分为四边形网格。橡胶的网格尺寸为3mm,盖和底座的网格尺寸为1mm。
5)施加三个接触,即盖板与橡胶之间的A接触、盖板与底座之间的B接触、橡胶与底座之间的C接触。接触式是无摩擦的。
6)对底座施加固定约束,对盖子施加15mm向下位移约束,对橡胶左侧X方向施加0位移约束。
7) 右键插入网格非线性自适应工具。
8)对橡胶密封圈进行几何选择,选择基础准则,选择并设置为3次,时间范围为整个载荷步范围。
9) 分析设置中最小子步值为50,最大值为100,非线性自适应网格划分控制中选择网格划分方法。
10) 在求解结果中插入位移和等效应力选项。然后解决它。
【解决结果】
1)分析可以看出,经过179步得到结果。橙色线代表三个网格重新划分。
2)从位移云图可以看出,最大位移为16.616mm,可以清晰地看到网格细化过程。
3)从应力云图中可以看出,最大应力为0。最大应力出现在橡胶密封圈与底板的角接触处以及压板与网格接触处的中间位置细化过程清晰可见。
【讨论】
如果不使用网格非线性自适应会出现什么结果?
1)抑制并解决下图的问题。 240步后,解决方案失败。从提示中可以看出,非线性问题的解由于约束条件不收敛。
2) 解决方案在 0.78 秒时失败。下图显示了失败解决方案的位移和应力云图。
【总结】
1)网格非线性自适应非常适合解决大变形或畸变引起的不收敛问题。
2)可以提高模拟结果的准确性(本例未验证)。