UGNX11.0有限元分析效率对比

网格划分是有限元分析前处理的重要工作之一，也是有限元分析的基本手段，网格质量的优劣决定着计算精度的高低。NX前/后处理模块提供了多种实体单元的划分功能，其中操作最方便的是3D四面体单元的划分，这得益于其采用了一种自由网格划分的算法，但零件较为规则时，采用六面体单元划分的计算精度和计算效率要大大优于四面体单元划分。

本实例中，水箱底座模型形状相对规则，特征比较明显，且其在厚度方向上有许多具有等截面的特征（视为一个截面通过拉伸或者扫掠而来的实体），故可以使用3D扫掠网格进行实体单元网格划分，主要操作步骤如下。

1）新建FEM文件（操作过程在此不再赘述），双击【仿真导航器】中的【M0201底座fem2i.prt】节点，进入理想化模型环境，进行提升体操作。

2）单击【拆分体】按钮，弹出【拆分体】对话框，其中【选择体】选择显示窗口中的水箱底座模型，在【工具选项】下拉列表框中选择【新建平面】选项，然后单击体的分界面，最后单击【确定】或者【应用】按钮，如图2-28所示，最终拆分后的体如图2-29所示。

图2-28【拆分体】操作对话框

图2-29 水箱底座拆分体示意图

3）右击【M0201_底座_fem2i.prt】节点，选择【显示FEM】→【M0201底座fem2.fem】并单击，返回到FEM有限元模型中。

4）单击工具栏中的【3D扫掠网格】按钮，弹出【3D扫掠网格】对话框，默认【类型】为【多体自动判断目标】，在【要进行网格划分的对象】下的【选择源面】中选择网格划分的起始面，默认【单元属性】类型为【CHEXA（8）】（八节点六面体），单击【源单元大小】右侧的【自动单元大小】按钮，在【仅尝试四边形】下拉列表框中选择【开-零个三角形】，单击【目标收集器】中的【新建收集器】按钮，弹出【网格收集器】对话框，单击【实体属性】右侧的【创建物理项】按钮，弹出【PSOLID】对话框，单击【材料】右侧的【选择材料】按钮，弹出【材料列表】对话框，在【库材料】中选择【Nylon】（尼龙），依次单击【确定】按钮，回到【3D扫掠网格】对话框，如图2-30所示，单击【确定】或【应用】按钮，完成网格划分。

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图2-30【3D扫掠网格】对话框

5）重复进行上述操作，完成其他部分拆分实体的网格划分，最终效果如图2-31所示。

图2-31 3D扫掠网格划分

提示

本处采用先划分网格、后赋予材料属性的操作。当然，也可以按照前面介绍的操作顺序，先赋予模型材料属性、定义网格收集器和单元属性的常规顺序，建议初学者按照常规顺序去创建一个完整的有限元分析模型。

通过对不同类型网格解算方案进行求解后的结果对比发现，3D扫掠网格（六面体）的计算精度、求解效率明显优于3D四面体网格。

提示

在实际操作中，对同一模型可以有多种网格划分的方法，不同的方法会在网格质量、网格划分效率（难度）和计算精度上有所区别，这需要通过大量的练习才能掌握高质量的网格划分技术。