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