基于ANSYS APDL的椭圆膜的自适应网格划分的静力学分析
在使用有限元软件进行强度计算时，随着网格的逐步加密，每个节点的应力是逐步变化。直到其不再发生明显改变时，我们才会停止网格细分，并确定此时的应力是正确应力。但是上述过程是手工进行的，那么能不能让ANSYS自动做这件事情呢？例如让它自动进行网格加密，直到结果收敛？可以，这就是自适应网格划分技术。ANSYS提供了一个宏ADAPT,专门用于解决此问题。当用户建模完毕后，运行该宏，它会自动进行网格调整，当满足某个准则时，它就自动停止计算。本篇博文举一个例子，来说明如何使用ADAPT进行自适应网格划分的计算。问题描述】一个椭圆膜结构如下图，它承受了均布向外的拉力。现在要确定D点处的Y方向的应力。所需要的参数如下图【问题分析】1. 该例子来自于ANSYS15 APDL的认证算例《VM205Adaptive Analysis of an Elliptic Membrane》，本文对其中的内容进行了较大的删减与调整，使得其从逻辑上更好理解。2. 自适应网格划分的问题与一般问题的有限元求解步骤类似。首先选择单元类型，设置材料模型，建立几何模型，设置边界条件。但是不需要划分网格。设置边界条件后，就可以直接调用ADAPT，它会自己划分网格，并进行静力学计算。3. 平面应力问题，选择PLANE182.4. 绘制几何模型。这里创建了两个椭圆坐标系，分别绘制了内外圈，然后连成一个面。5. 边界条件。设置对称边界条件，以及在外边施加均布拉力。6. 为了帮助ADAPT更好的划分网格，这里在调用ADAPT之前，指定对该面进行映射网格划分，并指定用四边形单元得到更好的结果。7. 调用ADAPT。该宏的调用是整个仿真的核心。它设定了计算的次数，以及允许的最大能量误差。【求解过程】1. 建模1.1 创建单元类型在命令窗口输入/PREP7ET,1,PLANE182,3,,3 R,1,0.1 上述命令首先进入前处理器然后定义单元类型是PLANE182，说明是进行带厚度的平面应力问题分析然后设置厚度是0.1 1.2 设置材料模型在命令窗口输入
MP,EX,1,210E9 MP,NUXY,1,.3上述命令定义了材料的弹性模量和泊松比。
1.3 创建几何模型在命令窗口输入LOCAL,11,1,,,,,,,0.5
K,1,2,90
K,2,2,0 L,1,2 上述命令首先定义了一个椭圆坐标系统，然后创建了首尾关键点，然后连成了直线，这绘制了椭圆环的内圈，结果如下图在命令窗口输入LOCAL,12,1,,,,,,,0.8461585
K,3,3.25,90
K,4,3.25,0.0
L,3,4上述命令也是定义了一个椭圆坐标系统，然后创建了首尾关键点，然后连成了直线。这绘制了椭圆环的外圈，结果如下图在命令窗口输入CSYS,0
L,2,4
L,1,3AL,2,4,1,3 上述命令首先切换成系统默认坐标系，然后封闭了前面的曲线，并用这些线形成一个面。结果如下图：1.4 施加边界条件在命令窗口输入DL,4,1,SYMM
DL,3,1,SYMM上述命令分别对左侧边和下侧边施加对称边界条件。结果如下图在命令窗口输入SFL,2,PRES,-10E6 上述命令在2号直线上施加均布拉力。结果如下图。1.5 设置网格划分方式在命令窗口输入
MSHK,2
MSHA,0,2D SMRT,OFFSAVE FINISH上述命令首先指定尽量用映射网格划分，并使用四边形单元，然后关闭了SMARTING尺寸划分，然后存盘并退出前处理器。2. 计算在命令窗口输入/SOLUANTYPE,STATIC
ADAPT,4,7,,,1
上述命令首先进入求解器然后设置为静力学分析接着启动了最重要的宏：自适应网格划分宏。该宏指明，最多只进行4次的网格重分和计算结构的归一化能量误差最多是7在关键点处单元尺寸的最大改变因子是1输入上述宏后，ANSYS立即开始启动计算。它会反复修改网格，并进行静力学计算，计算完毕后考察结构的归一化能量误差，如果改误差大于7，则再次修改网格，再次进行静力学计算，再次计算能量误差，当误差小于7时，就停止计算。3. 后处理
计算完毕后，进入到后处理器，绘制节点的Y方向的应力云图，结果如下最大值在红色尖端处，大小是92.5Mpa,而该点的解析解是92.7，精度相当高。此时的网格形式如下图这就是自适应网格划分的结果，可见，它在该细密的地方绘制十分细密，而在该粗糙的地方相对粗糙，也进行了映射网格划分，每个单元都是四边形。完美的网格！从下列菜单打印此时的能量误差结果如下图这正是最初指定的值7左右。转自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_9e19c10b0102vo8o.html
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