自动网格划分：Pro/Mechanica集成模式下的应用

网格划分是有限元分析的核心。Pro/Mechanica的集成模式中使用自动网格划分（AutoGEM）。

1.网格控制

【控制】工具，是创建模型网格的工具。单击“Mechanica对象”工具栏上的【控制】工具按钮，或选择菜单栏中的【AutoGEM】→【控制（O）】命令，系统弹出“AutoGEM控制”对话框，如图7.146所示。

图7.146 “AutoGEM控制”对话框

（1）【Name】文本框用于定义当前新建网格控制的名称，系统默认为AutoGEMControl+数字，也可以自定义。

（2）【类型】下拉列表框用于选择新建网格控制的类型：Edge Distribution（边线分配）、Minimum Edge length（最小边线长度）、Isolate for Exclusion（排除隔离）、Maximum Element Site（最大的元素区域）、Edge Length by Curvature（通过划分边线）、Hard Point（加强点）、HardCurve（加强曲线）。

（3）【参照】选项组用于定义新建网格控制的参照，根据选择的网格控制类型不同，选项也不同。

（4）【属性】选项组用于定义新建网格控制类型的属性参数，根据选择的网格控制类型不同，设置的参数内容也不同。

下面以本章中前面的例子b.prt元件为例讲解【控制】工具的使用方法：

（1）打开模型b.prt，选择菜单栏中的【应用程序】→【Mechanica】工具命令，系统弹出“Mechanica模型设置”对话框，在【模型类型】下拉列表框中选择“Structure”选项，单击【确定】按钮，进入结构分析模块。

（2）单击“Mechanica对象”工具栏上的【控制】工具按钮，或选择菜单栏中的【AutoGEM】→【控制（O）】命令，系统弹出“AutoGEM控制”对话框。

（3）在【类型】下拉列表框中选择“Maximum Element Site（最大的元素区域）”选项，在3D模型中选择上表面，如图7.147所示，该曲面将添加到列表框中。

（4）在【元素尺寸】文本框中键入5，选择其后下拉列表框中“mm”选项，单击【确定】按钮，完成网格控制的创建，效果如图7.148所示。

图7.147 选取的上表面

图7.148 创建的网格控制

2.创建网格

【创建】命令，是根据网格控制和网格设置在模型表面生成网格的工具。选择菜单栏中的【AutoGEM】→【创建（C）】命令，系统对模型按照网格设置和控制信息计算生成网格，弹出“AutoGEM摘要”对话框，如图7.149所示，和“Diagnostics：AutoGEM（网格诊断）”对话框，如图7.150所示。

图7.149 “AutoGEM摘要”对话框

图7.150 “网格诊断”对话框

“AutoGEM摘要”对话框中显示创建的图元数量、满足的标准以及使用时间，如图7.149所示生成了631条边、831个面，满足的标准为：最小角度5.09，最大角度148.39，表面最大比率8.28，使用时间0.10min，CPU计算时间0.05min。

Diagnostics：“AutoGEM（网格诊断）”对话框显示在生成网格过程中诊断的结果，如图7.150所示生成953个元素和351个节点。

单击【关闭】按钮，将“AutoGEM摘要”对话框和Diagnostics：“AutoGEM（网格诊断）”对话框关闭，返回“AutoGEM”对话框，如图7.151所示。

（1）【文件（F）】下拉菜单可以加载已有的网格文件、从研究复制网格、保存现有的网格以及退出等功能。

（2）【信息】下拉菜单能够查询网格生成的信息，如模型摘要、边界边、边界表面、独立元素、AutoGEM日志以及验证网格。(www.xing528.com)

（3）【AutoGEM参照】选项组用于创建新的网格以及删除已有的网格，在下拉列表框中选择创建网格类型：AllwithProperties、Volume、Surface、Curves，然后单击【选取】按钮，在3D模型中选择所需对象，在选取对话框中，单击【确定】按钮返回“AutoGEM”对话框，单击【创建】按钮，新的网格就开始创建，经过计算机计算生成网格以及摘要、诊断等；在下拉列表框选择删除的网格类型，在3D模型中选择已有的网格，单击【删除】按钮，网格就被删除掉了。

下面以上一节的例子为例，继续对其进行创建网格，具体操作步骤如下：

（1）打开上一节创建好网格控制的模型b.prt，选择菜单栏中的【应用程序】→【Mechanica】工具命令，系统弹出“Mechanica模型设置”对话框，在【模型类型】下拉列表框中选择“Structure”选项，单击【确定】按钮，进入结构分析模块。

（2）选择菜单栏中的【AutoGEM】→【创建（C）】命令，系统对模型按照网格设置和控制信息计算生成网格，弹出“AutoGEM摘要”对话框和“网格诊断”对话框。

（3）关闭“AutoGEM摘要”对话框和“网格诊断”对话框，返回“AutoGEM”对话框，效果如图7.152所示。可见使用网格控制的网格与系统默认的生成的网格不同，网格控制起到对网格控制的作用。

图7.151 “AutoGEM”对话框

图7.152 生成的网格

（4）在“AutoGEM”对话框中，单击【关闭】按钮，系统提示是否保存网格，选择“是”保存网格，准备分析使用。

3.网格设置

【设置】命令，是对生成的网格、生成方法以及生成的元素类型进行设置的工具。选择菜单栏中的【AutoGEM】→【设置（S）】命令，系统弹出“AutoGEM设置”对话框，如图7.153所示。

（1）【隔离壳和2D实体】选项组用于定义生成网格所述类型：结构、热。

在下拉列表框中选择“结构”选项，可以选择【凹角】、【点载荷】、【点约束】复选框。

在下拉列表框中选择“热”选项，可以选择【凹角】、【点热载荷】、【点规定温度】、【点对流条件】复选框。

（2）【设置】选项卡用于设置生成网格的各种选项，如生成插入点、移除和删除现有点、修改和删除现有元素、根据需要创建连接、创建粘河元素等选项，在【元素类型】选项组中定义生成shells的类型：四边形，三角形两种；实体类型：四面体、锲，四面体、砖，锲，四面体3种。

（3）【限制】选项卡用于编辑和修改允许的角度、最大长度比、最大边翻转。单击【缺省】按钮，系统将各种参数恢复到系统默认值。

4.审阅几何

选择菜单栏中的【AutoGEM】→【审阅几何（G）】命令，系统弹出“模拟几何”对话框，如图7.154所示。该对话框用于设置几何和连接的几何元素在模型中的显示颜色。

图7.153 “AutoGEM设置”对话框

图7.154 “模拟几何”对话框

5.设置几何公差

选择菜单栏中的【AutoGEM】→【几何公差（G）】命令，系统“几何公差设置”对话框，如图7.155所示。该对话框用于设置最下边长、最小曲面尺寸、最小尖角、合并公差等网格参数。

图7.155 “几何公差设置”对话框