有限元仿真及在电连接技术中的应用
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

4.2 网格技术

4.2.1 整体网格密度

网格划分得越细,得到的结果越精确,但同时 会增加CPU计算时间,并且需要更多的内存存储空间。控制网格有多种方式,相关性Relevance是最基本的整体网格尺寸控制选项。在mesh details的“default”区域进行设置(见图4-20),“Relevance”设置在-100~ +100之间。

图4-20 网格信息

下面来看一个DL37连接器网格划分的实例。图4-21是DL37连接器的分析模型,图4-22显示了不同Relevance值时的网格划分。

图4-21 DL37连接器模型

图4-22 不同Relevance值时的网格划分

4.2.2 局部网格

用Mesh Control(见图4-23)进行局部网格划分。

图4-23 局部网格控制栏菜单

1. Sizing

对点、边、面、体指定单元大小。

Element Size:设置单元边长;

Number of Divisions:指定单元份数;

Bias Type:偏斜类型;

Bias Factor:偏斜因子;

Behavior(Soft/Hard):行为;

Sphere of Influence:用球体控制单元平均大小的范围。

2. Contact sizing

对接触边、接触面设置接触单元大小。

Element Size:设定单元大小;

Relevance:相关度。

接触尺寸提供了一种在部件间接触面上产生近似尺寸单元的方式。

3. Refinement

对点、边、面设置网格细化。

细化是划分现有网格,即由全局和局部尺寸控制形成初始网格,然后在指定单元细化。网格的细化对面、边和顶点均有效,细化水平可从1(最小的)~3(最大的)改变。

实例1——接触尺寸(Contact Sizing)

对于面—面接触或面—边接触区域,在接触面上生成大小相似的单元。可以指定“Element Size”或“Relevance”,如图4-24所示。

图4-24 面—面接触尺寸设置

实例2——细化网格

如图4-25所示,通过整体和局部尺寸设置划分初始网格,然后在指定位置进行网格细化(最大数值为3)。

注意:在分析时,需要依照各部分的功能进行网格控制,需要着重考察的部分应加密网格。在连接器分析中,通常关注导体间的接触问题,因此导体接触区域的网格应该较为密致。为了减少计算量,外壳部分网格可以相对大一点。此外,对于畸形网格较多的部分,也需要进行局部的细化。

图4-25 与端子接触的孔的网格细化

4.2.3 高级尺寸函数

Use Advanced Size Function

控制重要的极度弯曲和表面相邻区域的网格增长及分布。高级分析,例如非线性、瞬态热分析等,需要高要求的网格划分。在mesh details中激活Advanced Size Functions,以控制整体网格尺寸,如图4-26所示。

图4-26 高级尺寸函数

4.2.4 网格质量

1. 网格质量Mesh Metric检查准则

在“statistics”中选择网格检查准则:

Element Quality:单元质量检查;

Aspect Ratio:纵横比检查;

Jacobian Ratio:雅克比率检查;

Warping Factor:翘曲因子检查 ;

Parallel Deviation:平行偏差检查;

Maximum Corner Angle:最大顶角检查;

Skewness:倾斜度检查;

Orthogonal Quality:正交质量检查。

针对电连接分析,对常用的检查准则进行介绍。

(1)倾斜度“Skewness”是最基本的网格质量检查项,其值位于0和1之间,0最好,1最差。对结构分析、热分析,网格质量度量以skewness为主,一般最大畸变度小于0.95是可以接受的。一些情况下,基于求解器的压力可运用包含少量skewness为0.98单元的网格。

(2)单元质量“Element Quality” 除了线单元和点单元以外,基于给定单元的体积与边长的比值计算模型中的单元质量因子。其范围为0~1,1代表完美的正方体或正方形。

下面来看一个快插连接器网格质量的实例。快插连接器网格划分如图4-27所示,图4-28、图4-29分别为网格倾斜度(skewness)和网格单元质量(element quality)。

图4-27 快插连接器网格划分

skewness倾斜度:

图4-28 快插连接器网格倾斜度(skewness)

element quality单元质量:

除了查看柱状图之外,还可以通过平均网格质量进行评判。

图4-29 快插连接器网格单元质量element quality

2. 网格划分的故障诊断

在图中选择单个bar单元,图形化显示这些单元,以便于查看。单元的故障诊断如图4-30所示。

图4-30 网格诊断