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介绍陶瓷球磨机参数有限元网格划分

日期:2019-11-19 15:59 浏览:

陶瓷球磨机参数化有限元模型的建立实体模型要转化为有限元模型,必须对实体赋予一定的单元。前面已经建立了30吨陶瓷球磨机的三维参数化实体模型,因此,这里建立有限元模型的实质就是在实体模型的基 础上选择一定的单元对其进行网格离散化。球磨机的结构特点是:轴为三维实体,筒体、筋板、盖板、支板等的厚度均小于其它方向尺寸的1/10,根据此特点,轴用实体单元,筒体、筋板、盖板、支板等则用壳单元。
  有限元网格划分是进行有限元数值模拟分析至关重要的一步,它直接影响着后续数值计算分析结果的精确性。网格划分涉及单元的形状及其拓扑类型、单元类型、网格生成器的选择、网格的密度、单元的编号以及几何体素。
  前一节对单元进行了选择,这里主要考虑的是网格数量。一般来说,划分的网格数越多,模拟的精度越高,但同时计算的规模也越来越大。
  因此要权衡这两个因素,一般的原则是采用细化的办法处理,对模型逐步细化,直到两次计算的结果相差不大就可以。实际中根据分析的要求还可以采用的方法是在结构不同部位采用大小不同的网格,即控制网格划分的疏密程度。这样可以较好地适应计算数据的分布特点:在计算数据变化梯度较大的部位(应力集中处),采用比较密集的网格来反映数据变化规律。


  对于同种单元的不同类型有很多种处理方法,如进行简单的形函数插值等。但对于不同类型的单元,由于单元节点型式与配置的不一致,简单的插值则不能胜任。如壳单元与体单元,壳单元节点具有六个自由度,体单元节点只有三个平动自由度。进行简单的节点自由度祸合仅仅能祸合相同的三个平动自由度,那么,壳单元的转动自由度则会无约束,从而导致求解错误,或者根本求解不出来。


  解决这一问题通常采用多点约束方程法,即构建连接区域节点的约束方程。这一方法的基本思想是保证交界面上位移的协调性,恰当地提出不同类型单元在交界面上的协调条件。Ansys软件中将这种方法与先进接触计算功能的线性接触算法结合,由程序内部定义多点约束方程,能极方便地完成实体一壳一梁模型的混合“装配”。图中的影响距离表示实体单元内的节点,凡与壳单元任意边界的距离在影响距离之内的都用来构建约束方程。

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