金属塑性成形有限元六面体网格自动生成方法及优化技术

工程数值模拟技术中三维有限元网格划分方法是目前研究的热点问题之一 ,特别是三维六面体网格自动生成技术对于工程计算精度影响重大 .着重介绍了在金属塑性成形仿真技术中现有的六面体网格自动生成主要方法和三维网格优化技术 ,并对采用六面体网格的优点和未来发展的趋势作了简要的说明 .总结说明 ,三维复杂域六面体网格自动生成技术是实现全自动有限元网格划分的必由之路     

有限元六面体网格的典型生成方法及发展趋势

工程问题三维有限仿真的主要困难是模型的建立,而模型的建立需要采用适合的方法来生成高质量的三维有限元网络,以金属塑性成形过程的三维有限元仿真为例,说明了采用六面体单元的必要性,针对典型的有限元六面体网格生成方法,系统地分析了各种方法的实现原理和发展趋势,并探讨了六面体网格生成总的发展趋势,分析结果说明,复杂域内六面体网格全自动生成的实现是全自动网格生成真正走向实用化、通用化必须解决的问题。     

基于八叉树的六面体网格自动生成算法

有限元网格生成是工程科学与计算科学的交叉研究领域,有限元分析的发展方向之一是三维六面体网格的生成.对于这个问题,许多研究人员已经提出很多方法.然而,可靠的自动六面体网格生成软件目前尚未开发.在介绍栅格法的基础上提出自动六面体网格剖分算法.基于八叉树算法和由内向外栅格法的这种剖分算法分为4步,分别是实体模型的建立和加密点的生成,利用八叉树算法生成原始六面体网格,利用奇偶法删除不需要的单元从而生成核心六面体网格,六面体网格拟合到实体模型表面.实验表明,该算法可以应用到各种工程问题的网格生成.     

基于二分法的六面体网格生成算法实现

有限元分析的精度和效率依赖于网格数量与质量。对于复杂的三维模型,目前还没有一种有效的算法能自动生成高质量的六面体网格。在八叉树法的基础上,通过模型几何特征的识别,依据模型特征构建平衡八叉树,二分法模板加密过渡单元,保留内部网格并将边界点投影至模型表面形成最终网格,实现了六面体网格的生成。利用Laplace节点平滑技术优化网格质量,并采用Scaled Jacobian标准对生成的六面体网格质量进行评价。实验分析表明,网格质量符合有限元分析要求。     

用于不规则几何形体的有限元网格自动生成处理技术

提出了对工程中常见的具有孔洞及不规则边界结构进行有限元网格自动生成的处理技术，并详细阐述了计算方法．把这种处理方法加入到根据映射法编写的网格自动生成程序中，可大大提高网格划分的自动化程度．     

基于映射法的曲面结构化四边形网格剖分及局部加密技术

有限元网格的自动生成，是建立有限元模型的重要技术．在现有的有限元网格划分技术中，结构化网格能自动生成形状和尺寸合理的有限元网格，并且易于实现网格的调整和细化．本文对基于映射法的曲面结构化四边形网格划分进行深入研究，详尽分析了相应的处理技术和算法，并且在网格后处理阶段，针对局部需要改进的网格提出了一种精化算法，并给出实例．     

映射法在三维六面体有限元网格生成中的应用

描述了三维六面体有限元网格生成过程,详细地阐述了网格生成的关键技术———映射－ 采用了两种映射法,即等参映射和无限映射,并将其成功地应用于六面体网格生成     

基于任意六面体单元数据场的剖面可视化算法

三维有限元计算结果的可视化是分析有限元计算结果的重要手段，针对八节点六面体单元，结合三角形网格等值线算法，提出了基于该单元类型任意剖面等值线及彩色云图的生成方法，并通过实例说明，该算法不仅可以快速地生成空间实体任意剖面上的等值线和云图，而且还可以细化剖面上数据，更加准确地表达实体内部数据场的分布。     

三维静磁场双标量位等参元计算及数据前后处理

本文以双标量位法计算三维恒定磁场为理论基础,引入等参元有限元法.在对两种位建立起来的场方程离散处理过程中,把对应于直角坐标系中的实际单元变换到局部坐标系中的标准单元处理,从而推导出适应场域边界较海复杂的20节点和8节点六面体有限元离散公式,据此编制了易于通用化的等参元计算程序.本文采用与六面体等参元有限元计算完全配套的自动数据前后处鲤技术,包括有限元网格自动生成;全域或局部(分材料区域)网格显示检查;能量,电磁力计算;全标量位域及等位线显示;场强显示.使上述方法便于在工程设计中应用.     

基于ANSYS的异种材料堆焊温度场动态模拟

针对大多数堆焊温度场的数值模拟都是应用于同种材料的现状,对异种材料的堆焊温度场进行了研究.建立适当的有限元模型,对异种材料堆焊过程中温度场的瞬态变化进行了动态模拟.利用三维有限元网格划分技术,对工件进行网格划分,并采用网格自适应技术对焊缝金属的网格进行自动加密与生成,为缩短焊接过程数值模拟创造了条件.在此基础上,利用ANSYS软件的APDL语言编写程序,实现施加移动焊接热源,得到了异种材料温度场的分布规律.计算结果与焊接温度测试结果很接近,表明该计算方法能够准确地计算焊接温度场,是一种实用的工程计算方法.     

基于任意六面体单元数据场的剖面可视化算法

三维有限元计算结果的可视化是分析有限元计算结果的重要手段 ,针对八节点六面体单元 ,结合三角形网格等值线算法 ,提出了基于该单元类型任意剖面等值线及彩色云图的生成方法 ,并通过实例说明 ,该算法不仅可以快速地生成空间实体任意剖面上的等值线和云图 ,而且还可以细化剖面上数据 ,更加准确地表达实体内部数据场的分布     

旋转体三维有限元网格图的自动生成

介绍了适用于旋转体三维有限元网格图自动生成的一种方法．该方法具有简单、易懂、程序运行效率高、数据准备工作少与能对三维２０节点和１２节点的等参元进行自动生成等特点．当旋转体周向和径向分层且轴向阶梯时，利用节点归一化相对距离判别法，解决了分层或分块时带来的节点和编号的重复问题，对复杂的旋转体三维有限元网格图能一次性自动生成．     

一种生成六面体有限元网格的线段转换法

介绍一种将线段转换成三维六面体有限元网格的实用方法。根据各线段的三扑关系形成由无向边组成的四边形面,由面的邻接关系生成无编号规则的六面体,引入局部坐标系并调整各六面体顶点的排列顺序使其成为符合有限元编号规则的六面体单元。该方法就应用于可视化通用结构分析系统VSES中,取得了满意的效果,速度快、稳定性好、编程方便。     

地下岔管三维六面体有限单元网格自动生成及计算机图形处理

对地下岔管进行有限元分析时 ,需结合其特殊空间形态和与围岩的联合承载机制 .给出了一种简单的三维有限元网格自动生成方法 ,并用FORTRAN语言编制了三维网格自动生成及其图形显示程序 .实现了采用交互式图形显示技术来离散网格并显示离散结果 .采用的方法可对各种不同类型岔管进行网格剖分 ,生成的网格质量较高 ,能够进行较为可靠的分析 ,大大减少了前处理工作量 ,可作为地下岔管有限元分析系统的一个重要组成部分 .     

贴边岔管有限元网格剖分与计算机实现

根据工程中对贴边岔管有限元前处理的要求,提出了一种可行的贴边岔管有限元网格曲面剖分与计算机自动生成方法.利用AutoCAD Object ARX开发工具,在Visual C++6.0编程环境下编程,实现了在AutoCAD绘图环境中自动生成三维网格曲面.且可与有限元软件ANSYS直接接口,使贴边岔管有限元处理及应力分析更为便捷,具有重要的应用价值.     

空间有限元单元网格自动生成

通过分析空间八节点、二十节点六面体单元节点信息及单元定义的生成原理,用C语言编制的网格自动生成程序FEMPRE3D．C可以根据输入的极少量数据自动生成繁琐的空间网格信息,供空间有限元问题计算之用．     

二维问题的有限元网格的自动剖分

利用等参元坐标变换方法的计算机自动生成程序，可以对板、壳、平面及轴对称结构进行有限元网格的自动划分。其结果可靠，工作效率比手工划分网格有很大提高。     

基于子域重构的扫掠体六面体网格划分方法

针对扫掠体连接其他实体造成扫掠面结构网格划分困难,导致扫掠法无法在扫掠体内生成六面体网格的问题,提出针对扫掠体的六面体网格划分方法.该方法对扫掠面进行拓扑分解,依据结构网格节点的排列要求和分解域的连接关系综合计算棱边单元划分数.结合超限映射法在分解域内填充结构网格,依据扫掠法的基本步骤生成六面体网格;对不能采用结构网格填充的扫掠面子域进行重构以隔离非结构网格,对扫掠面子域边界外、内的网格区域先后进行扫掠生成最终六面体网格.实例表明,该方法稳定、可靠,可以处理复杂的2.5维实体六面体网格生成问题.     

空间有限元单元网格自动生成

通过分析空间八节点、二十节点六面体单元节点信息及单元定义的生成原理,用Ｃ语言编制的网格自动生成程序ＦＥＭＰＲＥ３Ｄ。Ｃ可以根据输入的极少量数据自动生成繁琐的空间网格信息,供空间有限元问题计算之用。     

地下岔管三维六面体有限单元网格自动生成及计算机图形处理

对地下岔管进行有限元分析时,需结合其特殊空间形态和与围岩的联合承载机制。给出了一种简单的三维有限元网格自动生成方法,并用ＦＯＲＴＲＡＮ语言编制了三维网格生成及其图形显示程序。实现了采用交互式图形显示技术来离散网格并显示离散结果。采用的方法可对各种不同类型岔管进行网格剖分,生成的网格质量较高,能够进行较为可靠的分析,大大减少前处理工作量,可作为地下岔管有限元分析系统的一个重要组成部分。