IDEAS有限元分析入门指南.doc

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1、I-DEAS有限元分析入门指南美国通力（UFC）公司北理工车辆与交通工程学院计算机应用与仿真中心2001年8月目 录第一章 绪论61.1 IDeas软件概述61.2有限元法的基本概念61.3 结构静力分析的有限元法71.3.1概述71.3.2有限单元法的解题步骤81.3.2平面问题的静力分析91.4 IDeas进行线性静力分析的基本过程121.4.1 基本过程121.4.2 准备有限元分析零件141.4.3创建边界条件141.4.4划分网格141.4.5 模型求解151.4.6 后处理16第二章 利用前处理建立有限元模型172.1准备有限元分析零件172.1.1准备有限元分析零件概述172.1

2、.2隐藏特征182.1.3生成曲面192.1.4曲线向表面上投影192.1.5裁剪及缝合曲面192.1.6检查曲面上的自由边202.1.7零件分区202.2几何离散化212.2.1生成自由网格212.2.2生成映射式网格262.2.3附加建模技术312.2.4质量检查342.2.5分组显示382.3建立边界条件402.3.1建立边界条件概述402.3.2基于几何的边界条件412.3.3基于有限元元素的边界条件412.3.4施加位移约束412.3.5约束表中的合并选项442.3.6施加力442.3.7生成及使用数据边及数据面462.3.8面上施加力：摩擦力482.3.9施加分布载荷492.3.1

3、0边界条件的层次关系492.3.11边界条件集的生成、合并与管理502.4 I-DEAS前处理中的图标菜单功能52第三章 利用求解器进行线性静态分析543.1 求解过程概述543.2 选取线性静态分析的求解选项543.2.1 方法543.2.2 用户定义563.2.3 应力刚化563.2.4 刚体模态数563.2.5 质量组集573.3 为线性静态求解器选取输出项573.4 评估求解器的输出结果583.4.1 应变评估583.4.2 评估应力583.5 IDeas求解器中图标菜单功能593.6 图标菜单的使用603.6.1生成计算集603.6.3有限元求解计算613.6.4确定分析集参数623

4、.6.7线性静力分析输出选项表623.6.8选取解算选项633.6.9迭代求解器633.6.10删除结果63第四章 利用后处理整理计算结果654.1后处理概述654.2使用应力轮廓评估结果674.3选输出数据674.4设定结果显示684.5设定数据范围684.6输出探针数据694.7显示单元694.8观察箭头图704.9绘数据图线704.10选绘图元素714.11选结果绘制714.12评估数据724.13动画结果73第五章 通过实例掌握I-DEAS的有限元使用方法745.1 有限元模型生成、求解、最终结果显示的全过程示例745.2 使用壳单元及实体单元对零件进行网格划分795.3映射式及自由式

5、网格划分及求解示例83第一章 绪论1.1 IDeas软件概述IDeas软件是SDRC（Structural Dynamics Research Corporation）公司的产品。SDRC公司是世界领先的机械设计自动化（MDA）和产品数据管理（PDM）系统及工程服务公司。公司成立于1967年，总部设在美国俄亥俄州辛辛那提。IDeas软件是一套完全一体化的，面向二十一世纪的解决方案。这套完整方案贯串了从概念设计直到生产开发的全过程，涵盖了机械设计自动化，产品数据管理，协同产品商务（CPC）以及工程资讯和实施服务等各方面。产品仿真（Simulation）是其模块之一，其中仿真建模（Simulati

6、on Modeling Set）是MDA集成环境中的有限元建模和结果可视化工具。直接利用IDeas软件主模块或装配，或其它CAD系统输入的模型快速建立数字化的产品估计模型，仿真模型和设计模型具有相关性。仿真求解（Simulation Solution Linear）是有限元求解器，包括结构的线性静态分析和结构模态分析。非线性求解器（Model Solution NonLinear）支持几何非线性，材料非线性，弹塑性及综合非线性分析，利用NewtonRaphson方法求解非线性方程组。变量化分析（Variational Analysis）使仿真在设计初期介入设计过程，利用单一模型进行广泛的设计探

7、索。变量化分析在设计可变的全变量范围内自动地解算有限元模型，通过一次网格划分和解算生成设计手册式结果，得到多种可对比的方案。相应分析（Response Analysis）用来探索结构在静态，瞬态，谐波和随机激励下的受迫响应，模态可以来自结构分析或测试。Femap是基于几何的，用于有限元模型前后处理系统。采用Windows Native技术，使得几何及图形信息交互灵活，完成的前后处理工作具有高质量、专业化、快捷的特点。同时与其它CAD/CAE系统有良好的兼容性，适用不同硬件及操作系统环境。1.2有限元法的基本概念许多工程分析问题，如固体力学中位移场和应力场分析、振动特性分析、传热学中的温度场分析

8、、流体力学中的流场分析等都可以归结为在给定的边界条件下求解其控制方程（一般为偏微分方程）的问题。这些控制方程只有在及其简单的情况下才能获得解析解，大部分情况下只能用数值方法求得其近似解。随着计算机技术的飞速发展，数值解法变得越来越重要。有限单元法就是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法。有限元法通用性好，应用广泛，其基本思想是将问题的求解域划分为一系列单元，单元之间仅靠节点连接。单元内部的待求量可由单元节点量通过选定的函数关系插值求得。由于单元形状简单，易于由平衡关系或能量关系建立节点量之间的方程式然后将各个单元方程“组集”在一起而形成总体代数方程组，记入边界条件后即可对方程组

9、求解。单元划分越细，计算结果就越准确。有限元法的基本思想早在40年代初期就有人提出，但真正用于工程中则是在电子计算机出现后。“有限元法”这一名称是1960年美国的克拉夫在一篇题为“平面应力分析的有限元法”论文中首先使用的。此后，有限元法的应用得到蓬勃的发展。到80年代初期国际上大型的结构分析有限元通用程序达到几百种，其中著名的有NASTRAN、ANSYS、ASKA、ADINA、SAP等。它们采用FORTRAN语言编写，规模达几万条甚至几十万条语句。其功能越来越完善，不仅包含多种条件下的有限元分析程序，而且带有功能强大的前处理（自动生成单元网格，形成输入数据文件）和后处理（显示计算结果、绘制变形

10、图、等值线图（如等温度、等应力线、等位移线等）、振型图并可动态显示结构的动力响应等）程序。由于有限元通用程序使用方便，计算精度高，其计算结果已成为各类工业产品和设计性能分析的可靠依据。有限元分析、计算机图形学、优化技术与可靠性相结合可形成完整的计算机辅助设计系统，从而可以显著提高产品设计性能、缩短生产周期以增强产品的市场竞争力。有限元法应用范围很广，它不但可解决工程中的线性问题、非线性问题，而且对于各种不同性质的固体材料，如各向同性和各向异性材料，粘弹性和塑性材料以及流体均能求解；另外，对于工程中最有普遍意义的非稳态问题也能求解，甚至还能模拟构件之间的高速碰撞、炸药的爆炸和应力波的传播。目前，

11、有限元法的应用已遍布机械、建筑、矿山、冶金、材料、化工、能源、交通、电磁甚至日常生活用品设计分析的各个领域中。1.3 结构静力分析的有限元法1.3.1概述本入门指南的重点是介绍有限元在结构静力学分析中的应用。力学分析方法可分为解析法与数值法两类。解析法是运用材料力学或弹性力学的基本方程来求解应力与变形。运用材料力学的公式一般只能处理一些细而长的杆、梁构件。弹性力学对杆、梁、板、壳等结构都建立了相应的基本方程。以二维结构分析为例，我们通过两个平衡方程，三个几何方程，三个本构方程，共八个方程能求解弹性体的八个未知量，即两个位移分量u，v；三个应变分量x，y，xy和三个应力分量x，y，xy。而求解的

12、应力分量还应满足边界条件。从理论上讲，弹性力学应能解决一切弹性体的应力与变形问题。但在工程实践中，一般的结构形状受力情况，边界条件都比较复杂，用弹性力学的基本方程来求解往往是不可能的。因此，解析法通常只能对某些简单问题才能求得理论解。而对复杂结构的分析，唯一的途径是应用数值法来求出问题的近似解。力学分析中的数值法又可分为两类：第一类是在解析法的基础上进行近似数值计算。先由解析法建立弹性力学基本方程，然后再用近似的数值解法，如有限差分法，它用有限差量比值来代替倒数，把微分方程式变换成差分方程式(线性代数方程)，然后再求出弹性体内各点的应力分量，而求出的应力分量必须满足边界条件。有限差分法对于规则

13、的边界和均匀的材料特性比较有效，由于它不能适应处理复杂的结构形状与复杂的边界条件，也不能适应处理不同的材料特性与变化的载荷等因素，因此有限差分法在结构分析中的应用受到较大的限制。第二类是在解析法的基础上进行近似的数值计算。先由解析法建立弹性力学基本方程，然后再用近似的数值解法，先将连续弹性体简化为有限个单元组成的离散化模型，然后对离散化模型求出数值解，即有限元法。有限元法从求解的基本未知量来分类，可分为：1 位移法：以离散化单元的节点位移为基本未知量，由于它易于实现自动计算编制计算机程序，具有较大的通用性，因此在有限元法中，位移法的使用最为广泛。2 力法：以单元节点力为基本未知量，因为力法的程

14、序编制比位移法较为困难，因此应用较少，但由于结构的计算未知量少，且求得的应力分量值比较准确，因此在某些特殊问题上仍得到一定的应用。3 混合法：取单元一部分节点位移和一部分节点力作为基本未知量，它综合了上述两种方法的优点，且能放宽单元间的协调条件，因此在板壳等问题上得到较广泛的应用。4 杂交法：在单元内部和沿单元边界上各自含有独立的位移函数或应力函数，一般是以节点为基本未知量。杂交法发展较晚，由于它能较方便地满足单元间边界上的协调条件，因此在板壳、应力奇异、复合材料等结构分析中得到广泛地重视与应用。从有限元的推导来分类，主要可分为两类：1 直接法：采用结构力学的方法，概念形象直观，易于被一般工程

15、技术人员所接受，便于理解掌握。但只能解决一些较为简单的问题，如杆系结构和平面与三维结构分析。能量法：在各种能量原理中，虚位移原理的应用最为方便，因此应用较为广泛。变分法也是基于能量原理，如最小位能原理和最小余能原理，它把有限元归结为求泛函的极值问题，而使有限元建立在更加可靠的数学基础上，扩大了有限元方法的应用范围。除线性的固体力学问题外，其它较复杂的几何非线性与材料非线性问题，以及固体力学问题外的内容如热传导，流体力学等问题都是应用变分法来推导的。1.3.2有限单元法的解题步骤（1）结构离散化将求解区域分割成许多具有某种特性的单元，对于连续体需考虑选择单元的形状、数目和剖分方案，计算出各节点的

16、坐标，并对单元和节点编号。（2）单元特性分析 由于单元小，形状简单，可以选择简单且单元类型相适应的函数即位移函数近似地表示每个单元上真实的位移分布。将所有作用在单元上的力（表面力、体积力、集中力）等效地移置为节点载荷，这样就可以采用力学的变分原理，获得单元的平衡方程组。要达到这一目的，关键在于建立单元内节点位移与节点力的关系矩阵单元刚度矩阵。（3）建立整体矩阵方程将各单元的刚度矩阵集合成整体刚度矩阵。各单元的等效节点载荷向量集合成总的载荷向量，把整体结构的各单元矩阵方程合并成一个整体矩阵方程。（4）整体矩阵方程求解 引入约束条件，对结构的总体矩阵方程求解，得到各节点的位移，进而计算出节点的应变

17、和应力。1.3.2平面问题的静力分析1 平面问题离散化在平面问题的有限元分析中，常用的单元形式有三角形三节点单元、矩形四节点单元、四边形四节点单元、三角形六节点单元、曲边四边形八节点单元等，如图11所示。图11平面单元最简单而又被广泛采用的是三角形三节点单元，下面以该类型单元为例来进行分析。三角形单元有三个节点，共六个自由度。当节点位移或其中某一个位移分量为零时，可在该节点处设置一个平面铰支座或连杆铰支座，以限制节点位移或沿某个方向的位移分量。用三角形单元划分网格时，应注意以下几点：1） 任一三角形单元的节点必须同时也是相邻三角形单元的节点，而不能是其相邻三角形单元的内点。2） 三角形单元的各

18、边长相差不应太大，否则，在计算中会出现较大的误差。3） 划分单元时应充分利用结构的特点，如对称性等，从原结构中取出一部分进行分析。且可采用疏密不同的网格剖分，对应力变化急剧的区域可分得密些，应力变化平缓的区域可分得疏些。对于大型复杂结构，可采用分阶段计算法来划分单元，即先用比较均匀的粗网格计算，然后根据计算结果，在应力变化急剧的局部区域再细分单元，进行第二次计算。4） 当计算对象的厚度或者弹性系数有突变时，应把突变线作为单元的边界线。在构件划分后，便对单元及节点进行编号。单元的编号一般来讲是任意的，单元的节点编号一般都按右手规则进行，节点编号还应尽量遵循单元节点编号最大差值为最小的原则。否则，

19、在总体刚度矩阵中的带宽将增大，致使所需的计算机内存容量增大。2 单元分析k结构离散化后，要把单元中任一点的位移分量表示成坐标的某种函数，这一函数成为单元的位移函数。如图12所示的序号为e的三角形三节点单元，其节点编号为i，j，k。选取位移为坐标的线性函数。即ju（x，y）a1a2xa3yiv（x，y）b1b2xb3y（11）图12式中a1、a2、a3、b1、b2、b3为待定系数，u、v为单元水平、垂直方向位移函数，进行单元分析即是选定位移函数后，推导出单元内任意一点的位移、应变及应力的关系式，利用虚功原理，建立作用于单元上的节点力和节点位移之间的关系，即单元刚度方程。该单元所在整体坐标系为xO

20、y，这样三节点在整体坐标下的坐标为i（xi，yi）、j（xj，yj）、k（xk，yk）；三节点的位移量为i（ui，vi）、j（uj，vj）、k（uk，vk）。单元节点位移列阵为de= uiviujvjukvkT设三角形单元的三个节点在水平和垂直方向分量分别为Fix、Fjx、Fkx和Fiy、Fjy、Fky，则单元节点力列阵为Fe= FixFjxFkxFiyFjyFkyT由单元节点位移推算其内部任一点的位移，确定（11）中的六个待定系数。已知三个顶点的坐标及起位移，分别代入式（11）。ui12xi3yi vib1b2xib3yi uj12xj3yj vjb1b2xjb3yj (1-2)uk12xk

21、3yk vkb1b2xkb3yk 求解六个系数，然后将系数代回式（11），并整理成矩阵形式uivi =uNi 0 Nj 0 Nk 0ujv0 Ni 0 Nj 0Nkvj(1-3)ukvk 式中Ni（aibixciy）/2Nj（ajbjxcjy）/2Nk（akbkxcky）/2称Ni、Nj、Nk为单元位移的形状函数，简称形函数或插值函数。 （xiyjxjykxkyi）/2（xjyixkyjxiyk）/2物理意义为三角形单元的面积。 aixjyk biyjykcixjxk（其中i，j，k轮换）（14）将式（13）简写成d=Nde其中，d是单元内任一点的位移矩阵，de是单元节点位移矩阵，N为形状函数

22、矩阵；上式建立了单元中任一点的位移与单元节点位移间的关系，采用不同形状的单元，会有不同的形状函数矩阵。在求得单元内各点位移后，由弹性理论中平面问题几何方程就可求出相应点的应变，从而推导出节点位移de与单元内任一点应变e之间的转换关系。应变e可用应变exux，eyvy和切应变gxyuyvx组成的列阵描述，写成矩阵形式为 ui12D exbi 0 bj 0 bk 0 vie= ey = 0 ci 0 cj 0 ck uj=B de (1-5) gxyci bi cj bj ck bk vj uk vk式中B称为单元的几何矩阵，它反映了单元中任一点的应变与节点位移之间的关系。可以看出，三角形单元面积

23、D，系数bi、bj、bk、ci、cj、ck均为常数，因而几何矩阵B是常量矩阵，单元应变矩阵在一个单元内是常量矩阵，因此这种三角形单元是一种常应变单元。这是由于设定的位移函数u（x，y）和v（x，y）是线性的缘故。单元中任一点的应力状态可以由x轴方向的正应力sx、y轴方向的正应力sy和切应力txy组成应力列阵来描述。由弹性理论中关于平面问题的物理方程可知，单元中任一点的应力列阵 sxs= sy=D e=D B de(1-6) txy式中D为材料的弹性矩阵，它反映了单元材料方面的特性。此式反映了节点位移与单元内节点的应力关系。对于平面应力问题1 m 0m 1 00 0E1m2D （17）1m2对于

24、平面应变问题1 m1 0m1 1 00 0E11m12D （18）1m12上两式中E为材料的弹性模量，m为泊松比。E1E/(1-m2)和m1m/（1m）。可见式（17）、（18）具有同样的形式，这说明只要对材料的弹性模量及泊松比进行相应的代换，则平面应力问题和平面应变问题在计算中便可以采用同样形式的弹性矩阵公式。由虚功原理可得F e=tDBTDB deK e de此式称为单元的刚度方程，其中K e称为单元的刚度矩阵K etDBTDB它反映了节点位移和节点力之间的转换关系。对于三角形三节点单元，K e为66矩阵。单元刚度矩阵中的元素的物理意义是单位节点的位移分量所引起的节点力分量，该矩阵具有下列

25、性质：1） 单元刚度矩阵只与单元的几何形状、大小及材料性质有关，它不随单元或坐标的平移而改变。2） 单元刚度矩阵为对称矩阵，这是由弹性力学中的功的互等原理所决定的。3） 单元刚度矩阵的主对角元素恒为正值。4)单元刚度矩阵总是奇异矩阵。从物理上说，由于建立单元刚度矩阵时，没有对单元节点施加约束，即允许单元产生刚体位移。而从数学上讲，由于单元刚度矩阵各元素所组成的行列式值为零，即单元刚度矩阵不存在逆矩阵。所以它是一个奇异矩阵。3整体分析建立了单元刚度方程式之后，就可以把各单元刚度矩阵合并，通过按节点叠加的原则，建立整体节点位移列阵和节点载荷列阵F之间的关系式整体刚度方程FK （19）式中K为整体刚

26、度矩阵。接下来进行整体矩阵方程求解。引入约束条件，对结构的总体矩阵方程求解，得到各节点的位移，进而计算出节点的应变和应力。1.4 IDeas进行线性静力分析的基本过程1.4.1 基本过程开始Master Modeler/Surfacing零件设计为有限元分析准备零件边界条件定义有限元模型基于几何的网格划分自由式网格划分映射式网格划分质量检查附加的建模技术梁单元模型边界条件基于有限单元的模型求解后处理优化1.4.2 准备有限元分析零件Master Modeler/SurfacePrepare a part for FEM表面裁减及零件分区生成及延伸表面隐藏特征1.4.3创建边界条件边界条件基于几

27、何的定义基于几何的边界条件选取分析类型生成边界条件集1.4.4划分网格网格划分自由式网格生成网格设定单元尺寸定义网格类型网格划分映射式网格划分定义映射式网格类型在体上定义映射式网格在表面上定义映射式网格网格划分自由式网格生成网格设定单元尺寸定义网格类型网格划分附加建模技术弧线间生成网格手工生成节点及单元坐标系1.4.5 模型求解模型求解有限元求解选取输出选项生成求解集1.4.6 后处理后处理显示计算结果设定计算范围设定显示模板选结果第二章利用前处理建立有限元模型2.1准备有限元分析零件可以使用I-DEAS软件工具完成准备有限元分析零件的工作。本节内容包括：隐藏特征从线框生成平面及轮廓表面裁剪及

28、缝合曲面,零件分区2.1.1准备有限元分析零件概述隐藏特征生成及缝合曲面裁剪曲面及零件分区2.1.2隐藏特征过多的诸如倒角、倒边、孔之类的特征,，使得零件建模困难。要使零件简化应隐藏不必要的特征。操作如下：1 点Modify。2 选取零件及要隐藏的特征。3 从菜单中点取Suppress。4 点取Update观察结果。Update用于修改后更新模型并观察结果。2.1.3生成曲面生成薄壳网格的表面常使用下面两种方法：1 点取Plannar Surface，选共面的线框及边创建表面。2 点取Surface by Boundary，选线框及边生成表面。2.1.4曲线向表面上投影在定义轮廓表面上的曲线时

29、，表面投影曲线是很有用的，与裁剪表面连接就是一个典型应用。投影曲线具有历史纪录，可以修改其外观。曲线向表面投影操作如下：1 在平面上定义曲线。2 点取Project Curve 图标，选取要投影的目标表面。3 选取要投影的曲线或截面。4 选投影方向。2.1.5裁剪及缝合曲面曲面裁剪曲面可以被分区以定义单元的边界或进行映射式网格划分。操作如下：1 点取Surface Operators 图标，打开Surface Abstraction 面板。2 点取Trim Surface。3 选取要裁剪或分区的表面。4 选取用来分割表面的曲线。5 点取曲面上的边。Split Surface与Trim Surf

30、ace 命令的区别Split Surface与Trim Surface 命令非常相像，但仍有不同，比较如下：1.使用Split Surface时从平面上拉伸曲线，而Trim Surface曲线位于表面上。2.使用Split Surface可同时分割多个表面，Trim Surface同时只能分割一个表面。3. Split Surface只能分割表面，由用户删除不需要的表面，而Trim Surface可以在表面上生成孔。缝合曲面曲面可以在公共边处合并在一起消除缝隙，缝合曲面的操作如下：1 从Surface Abstraction面边版上点取Stitch Surface图标。2 从隐式菜单中选取Se

31、lect Surface。3 选取All。2.1.6检查曲面上的自由边自由边是表面上不被其它表面共享的边,零件内部高亮度的边表明表面间存在缝隙,这些缝隙会导致网格不连续。可按以下操作显示自由边：1 从Surface Abstraction面板点取Show Free Edges。2 选取要检查的表面。自由边用虚线标示。2.1.7零件分区Partition 命令在零件内部增加表面将零件分成多个区域。进行映射式网格划分控制自由网格质量时零件分区很有用。零件分区操作如下：1 从Master Modeler面板中点取Partition。2 选取要被分区的零件。3 选取零件或表面分割将被分区零件。2.2几

32、何离散化2.2.1生成自由网格自由网格划分在几何表面及实体上自动生成节点及单元。这种网格形式比映射网格更加灵活，表面及实体的边界也可以更复杂。它可以划分有孔的表面，体、孔洞及内部空腔。以下内容包括：在零件上生成有限元模型区分线性及二次单元控制自由式网格的网格密度生成物理及材料性质改变单元特性自由式网格划分概述决定单元类型确定单元尺寸生成网格有三种类型的单元可用于自由式网格划分：1.细长结构采用梁单元2.薄板结构采用壳单元3.厚墙状结构采用实体单元单元阶次可以选取单元的阶次。线性单元呈常应力、常应变状态；二次单元具有应力应变呈线性变化的性质。求解时间与自由度的关系求解时间N2，N为自由度数目。因

33、此，在求解时间与精度之间要做出一些折中：随自由度增加求解时间增加，多数情况下精度增加。生成有限元模型时，权衡精度与磁盘空间、解算时间是至关重要的。生成自由网格自由式网格划分只需要用户少量的输入就可以自动划分复杂的形状，是一种灵活的网格划分工具。自由式网格可以定义于任何形状的表面、体及边上。表面可以有内孔，体可以有内部空腔。边上生成一维单元。表面上生成二维单元。体上生成三维单元。自由式网格划分的2D单元Define Shell Mesh命令为表面附上网格信息。包括：单元长度：控制网格密度单元族：薄壳单元，轴对称单元，平面应力、平面应变单元。单元类型：线性或二次三角型单元，线性或二次四边形单元。物

34、理性质：控制单元厚度。材料性质：可以是零件材料亦可另选材料。设定基于曲率的长度基于曲率的长度，可使软件计算得到基于边的曲率的单元长度。选取None选项，单元长度按在单元长度域中键入的值。选取Percent Deviation选项，单元长度基于偏离曲线的百分比，用弦高/弦长表示。键入值为1 100。选取Absolute Deviation选项，单元长度是与边的绝对偏移量（弦高）。自由式网格划分的实体单元不同实体可以定义不同的自由网格选项。自由式网格在体上生成四面体单元。网格密度由单元长度控制。局部单元尺寸的设定、删除及修改设定局部单元尺寸在模型中选定的位置改变单元尺寸。优先于全局尺寸。通过选取向

35、量或曲线上的点确定局部单元尺寸。通过选取边确定曲线上的单元数目。删除及修改局部单元尺寸选取Delete Free Local 或 Modify Free Local可以删除或修改局部网格参数。1 选取Modify （Delete）Local Parameters。2 选取要修改或删除的局部值。3 如果要修改键入新值，如要删除则选取Done。删除网格Delete Mesh删除与表面或实体相关的节点及单元，表面及体将保留网格定义。列单元信息Information列出单元及节点的性质，单元信息包括：标签节点序号材料性质表物理性质表颜色改变单元性质每个单元起码有六个关键性质可以改变：标签节点物理及材料

36、性质截面性质颜色族及阶次生成物理性质表生成壳结构的物理性质：1 选物理性质。2 设定表名。3 在表中设定物理性质，如：厚度。修改单元物理性质可为每个单元指定物理性质表：1 点取Element Modify。2 选取具有相同厚度的单元。3 从弹出式菜单中选取物理性质表。4 从物理性质表目录中选取定义的正确的厚度。修改物理性质可在物理性质表中检查或更改值：1 点取Modify Physical Property。2 选取物性表观察或修改。3 通过菜单选取Property修改。4 给定正确值。修改单元材料性质要改变材料必须改变单元：1 选Modify Element。2 在模型上选取要改变的单元。3

37、 在弹出菜单中选材料选项。4 选取正确材料。物理性质、材料性质与有限元模型的关系物理及材料性质与模型文件相关。性质不是给某个有限元模型指定，而是供多个有限元模型参考。不能修改具有计算结果的有限元模型所参考的属性，但可以生成新属性并改变有限元模型的参考。2.2.2生成映射式网格映射式网格划分概述映射式网格与自由式网格在表面定义映射式网格在体上定义映射式网格映射式网格与自由式网格用自由式或映射式网格划分均可生成壳体的网格：映射式网格具有一定的结构形式，表面有三条或四条边。在一个表面内不能包含孔。自由式网格的限制比映射式少，表面可以有1至50条边，表面可以含孔。使用映射式网格映射式网格根据表面的拓扑

38、形式生成不同的单元。即：在有四个边的表面上生成四边形单元。在有三个边的表面上生成三角形及四边形单元。六面体上生成六面体单元。五面体上生成六面体及五面体单元。在表面定义映射网格定义映射网格操作如下：1 点取Define Shell Mesh。2 将缺省项Free Type 改为Mapped Type。3 选取Mapped Options及Define Elements/Side。4 输入每边的单元数。预览网格1 点取Preview然后选取表面。2 如所划网格可以接受，选取Continue Meshing。3 如所划网格不能接受，选取Cancel，再重新选Define Shell Mesh来改变选

39、项。当表面多于四条边时如果所选表面多于四条边必须将其合并：1 选Define Shell Mesh。2 选取Mapped 为网格类型，然后在Define Mesh表中选Mapped Option。3 在Mapped Meshing Options表中选Define Corner，然后选表面的四个角。4 选Define Elements/Side指定网格尺寸。5 输入每边的单元数目。每边定义不同的单元数目映射式网格允许在对边设定不同的单元数。三角形单元用于不等边之间的转换。键入每边的单元数后，从菜单中选取Set unequal elements进行个别定义。在体上定义映射式网格可以在有五个或六个

40、表面的体上定义映射式网格，生成六面体映射网格的操作如下：1 选Define Solid Mesh。2 选要划分的体。3 将网格类型改为Mapped。设定体上的映射选项在映射选项表中定义每边的单元数。选取Mapped Option及Define Elements/Side，I-DEAS提示输入体上各边的单元数，自动赋予体上的对边相同值。完成映射网格定以后即可生成。如果体中包含多于四个边的面软件会提示定义表面的四个角。用六面体单元划分N边体如果采用映射式网格划分的体具有六个以上的面，必须合并表面。1 点取Combine Surface。2 选一个表面。3 选要合并的相邻表面。删除网格定义Delete Mesh Definition可以删除与体或表面相关的定义（映射式或自由式）。如果已经生成了网格，必须在删除网格定义之前删除网格。2.2.3附加建模技术自动网格划分通常是最快捷的生成节点及单元的方法，但对一些特殊的网格划分技术必须采用手工方法，如，刚性元、弹簧元、间隙元。以下内容包括：定义工作平面位置及设定。手工生成节点及单元。通过拉伸生成节点及单元。在曲线间生成网格。附加建模技术概述坐标系手工生成节点及单元在曲线间划分网格使用工作平面增加节点及单