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标题: 【讨论】有限元网格密度控制的意义（加分停止） [打印本页]

作者: wyiya 时间: 2006-2-18 20:14
标题: 【讨论】有限元网格密度控制的意义（加分停止）
请大家说说有限元网格密度控制在工程应用中有些什么样的意义……
请大家知无不言，言无不尽，对其中具有启发意义或理论理解深入、实践有说服力的发言进行加分。

作者: wyiya 时间: 2006-2-21 09:43
提供一个：网格密度直接影响着分析结果的精度。网格越密，计算的精度就越高，但网格太密又会占用大量计算机内存，大大增加计算时间，而计算精度却不会成比例地增加。因而，合理地控制网格密度具有现实的意义。

作者: YuYong6801 时间: 2006-2-21 11:36

原帖由 wyiya 于 2006-2-21 09:43 发表
网格越密，计算的精度就越高。

先精神鼓励一下。一般情况下是这样，但是为什么呢？期待精彩回答，加分继续ing。

作者: beret 时间: 2006-2-21 13:15

原帖由 wyiya 于 2006-2-21 09:43 发表
网格越密，计算的精度就越高，

不认同这种说法。
网格越密，精度的确会提高。但是网格密到一定程度，反而会放大误差，得到的解可能偏差更大。
同样给予精神鼓励，对红字部分再深入一下好吗？

[ 本帖最后由 YuYong6801 于 2006-2-21 16:15 编辑 ]

作者: beret 时间: 2006-2-21 22:49
根据自己的理解
网格划分的好不好，判断标准无非是对曲线曲面的拟合程度如何，由此牵出网格的疏密
那么密到何种程度适合呢？
比如计算一个悬臂梁，通常我的划分做法是由疏而密，1个单位长时计算一个结果，1/2单位长计算一个结果，1/4单位长计算一个结果，1/8计算一个结果......
把上述输入（单元长）和输出（计算结果）在XY平面上描点做线，这个曲线应该是收敛的，只要计算结果在一定的误差（这个自己定）范围内就不再细分单元了。
这样可以摸索出来（一劳永逸）：
对于直线，按照最小边长来定单元步长
对于弧线，按照最小弦高来定单元步长
各位还有何高见。一起探讨。
这部分应该是自己的实践经验了，先加1分鼓励。希望大家继续深入。
YuYong6801打分于2006年2月22日

[ 本帖最后由 YuYong6801 于 2006-2-22 08:00 编辑 ]

作者: hanielz 时间: 2006-2-21 23:05
在工程中是通过控制节点分布来间接控制网格密度的，主要是为了平衡计算机资源与计算精度之间的博弈，
在我们的关心区域，可以增大网格密度；而非关心区域，则可以降低网格密度；这样的话，我们既节约了计算机资源，又能得到较好的解。另外，这还牵涉到网格过渡的问题，过渡的好的网格比过渡不好的网格计算精度高。总之，如果你觉得网格非常的有艺术感，应该就OK

作者: zhangdezhi 时间: 2006-2-22 11:42
标题: 网格密到一定程度，反而会放大误差
计算一个悬臂梁，由疏而密,密到一定程度计算结果明显不收敛，位移图也明显不对
WHY？
把问题具体描述一下，例如边界条件、材料等等。

[ 本帖最后由 YuYong6801 于 2006-2-22 12:09 编辑 ]

作者: ksoong 时间: 2006-2-24 16:52
其实说起网格密度还真有些复杂,我提出几项如下与大家交流:
1. 密度越高,仿真之数值越真实,最后趋向于一个解;
2. 密度高所花的代价就是计算时间和储存空间;
3. 大家所不了解的还有有限元素类型的选择,它们会影响精确性与运算时间,不同类型的元素适合小变形,大变形,或是接触问题;
4. 接触区,应力集中区需要密一点的网格;
5. 二阶以上元素可以用疏一点的网格.
以上5点是一般性的原则，能深入一下吗？例如，第一点原则是为什么呢？第三点、第四点和第五点原则能做一个简单的有限元分析例子来说明吗？不要怕麻烦，说得越透彻、越详细，加分就越多哟。本次讨论加分绝不封顶。

[ 本帖最后由 YuYong6801 于 2006-2-24 17:53 编辑 ]

作者: babyflying 时间: 2006-2-26 10:07
个人认为网格密的话找位移函数应该很困难吧

作者: niexinpiero 时间: 2006-2-27 16:19
在薄板冲压的时候，要保证结果的精确度，一个重要的前提就是在圆角处的网格一定要有一定的数量。
最少在圆角处要有4个单元。
算回弹的时候更是要如此。
如果你的板料是通过网格的自适应来划分，这样你就要注意，你的自适应的程度要多少。
一般复杂一点的模具，我建议都要在第4个等级，就是说，一个单元最多可以划分为64个单元。
如果有真实拉筋，更要注意这点。如果板料单元太大，你的拉筋的效果也不会和事实相符合的。
就说一点，以后再补充。
我对成型不是太专业

，如果能用一个例子来证明的话应该是可以加分的。

[ 本帖最后由 YuYong6801 于 2006-3-1 14:26 编辑 ]

作者: jshln 时间: 2006-3-1 23:38
我感觉网格划分的格式和尺寸都是影响精度的因素
原则上只要方法对,格式恰当网格越细,精度越高,但是同时计算时间和对硬件要求都提高很多
比如从1000阶矩阵到5000阶,计算起来 ,有点恐怖哈
我刚学的有限元,以上知识都是根据偏微分方程数值解决方法说的
不知道对不??

作者: gizmo 时间: 2006-3-10 20:50
网格划分是分析的第一步，实际上是对几何的离散化，从这个角度网格划分越细越好，因为越细越能逼近真实几何。但是因为工程分析不需要过分精确的解，网格越细计算量越大，并且计算量增大的速度比网格数目增大快的多。因此选择合适的网格大小很有必要。

网格只是基础，分析结果还很大依赖于中边界条件、材料和工况等和实际情况的符合程度。

作者: yoursq 时间: 2006-3-11 08:30
理想的网格应该是等边三角形、正方形、等边四面体和立方体。但是对于任意的、复杂的几何形状的结构，试图完全用理想的单元去离散和描述是徒劳的。幸运的是，实际情况的要求并不是如此苛刻，实际的单元形态只要与这些理想的单元形态足够接近，就可以获得能够接收的分析结果。
我也是初学！PATRAN+NASTRAN！
目前正在进行中呢！还！
我觉得楼上说的对！网格只是基础，其实大部份工作还是在加载工况，边界条件中，网格应当相对于后两者来说是比较轻松简单的事情！但是网格不划分好，质量不高又将直接影响到后面的计算！另有一情况想请教各位：铝合金A365.2的弹性模量和泊松比是多少了！有人知道吗？那里有查的吗？现在毕业了，书也丢了！查不到了！呵呵！

作者: ksoong 时间: 2006-3-16 14:19
回应版主的请求,我先举一个比较简单的例子: 就拿5楼大大所举的悬臂梁来说吧,如果你使用一阶完全积分元素来做有限元分析,任凭你将网格分的再细,你所得到的答案离真解可能还有一些差距,但如果你用二阶减积分元素,就很容易接近真解.这是因为剪力自锁(shear locking)和沙漏(hourglassing)现象所造成的.这两种现象解释如后:

1. 剪力自锁:正确的弯曲变形如下左图,大家可以注意中间的虚线夹角为90度,而中图的单一元素中间虚线的夹角却改变了,这意味应变能产生了剪切变形,使得元素过于刚硬.

2. 沙漏现象:如最右图,当采用一阶减积分时,元素中的虚线没有改变,它们之间的夹角也没有改变,这意味着在元素单个积分点上的所有应力分量均为零.在这种模式下应变能为零,结果使得元素过于柔软.
赞一个先。
yuyong6801打分于2006年3月16日

[ 本帖最后由 YuYong6801 于 2006-3-16 15:37 编辑 ]

作者: ksoong 时间: 2006-3-16 18:30
再说明一下”接触区域网格疏密”的原则: 有限元在计算接触问题时会假设两个面: 主面(master surface)与从面(slave surface), 通常刚性较大的定为主面,其网格较稀;较软的面定义为从面,其网格较密,否则常会无法收敛.其原因如下图所示: 若从面的网格不够密,会使得主面刺穿从面(如下左图),因而导至计算无法继续.若规划成右面的网格就没问题.
精神鼓励一下，因为不及上贴精彩，所以就不能加分了。

[ 本帖最后由 YuYong6801 于 2006-3-16 18:55 编辑 ]

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