ABAQUS屈曲分析，方钢管受压屈曲分析例题，实体、壳、梁单元对比、线性特征值屈

高精度网格划分及其对有限元仿真精度的影响

在有限元方法（Finite Element Method, FEM）的应用中，网格划分技巧对于确保仿真结果的准确性至关重要。本文着重探讨涉及一个边长为50mm的壳单元在进行网格划分后出现不规则结构的场景，即在6mm的网格划分尺度下进行网格划分后，该壳单元“缺了一块肉”的现象。此类现象不仅会影响到仿真模型的可视化表现，更重要的是可能对仿真结果的精确性产生直接影响。以下，我们将就这种网格划分方式对有限元仿真结果产生何种影响，以及如何采取策略以最大程度提升仿真效果进行详细分析。

网格划分不当的影响




在现代工程分析中，网格划分的均匀性与精细度直接决定了模拟结果的精度与可信度。如果在理论上应当均匀分布的网格划分中出现非预期的残缺（如文中所提到的“缺了一块肉”的现象），很可能会导致以下几个主要问题：

局部过密或过疏的网格：不适当的网格密度可能产生离散效应，即导致模型过度或过少考虑特定区域的物理现象。例如，在压力集中区缺乏足够密度的网格，可能导致压力分布的预测出现偏差；相反，如果在细节不显著的区域网格过于密集，则不仅增加了模型构建的复杂度和计算成本，还可能导致不必要的资源浪费。

本地高精度估计的缺失：网格划分过程中出现的不规则结构或极端尺寸差异可能导致局部高精度估计的失效。这意コ着局部特征（如曲率变化、应力集中等）可能被忽略或低估，从而对仿真结果生成虚假的准确性反馈。

边界条件的准确输入与解析：在网格划分出现问题的区域，特别是当该区域的边界条件（如受力、位移约束等）比较复杂时，可能难以准确模拟边界效应，这也是影响仿真结果准确性的关键因素。

提高仿真精度的方法


为了克服上述问题，本文提出以下策略以提升有限元仿真结果的精确性：

1. 更为精细的网格控制：在关键区域（如应力集中点、边界条件复杂区域）采用更密集的网格划分，可以更好地捕捉局部物理现象，同时在外围区使用更为稀疏的网格进行模型简化。

2. 不均匀网格的应用：在可能影响仿真结果的特定区域内，使用更细的网格进行精细化建模。这种策略可根据结构特征动态调整网格大小，赋予模型更高的准确性与效率。

3. 调和法/惩罚法优化：采用调和法或惩罚法对网格标注与优化处理，其中惩罚项设置可以在选定区域强制保持较高的解析度，同时减少构建模型过程中的计算复杂度。

4. 添加虚拟节点：对于网格划分中出现残缺的情况，可以通过添加虚拟节点来弥补缺失的网格部分，从而填补不规则结构带来的模型缺陷。

5. 评估及修正网格尺寸：在整个仿真流程中，通过评估关键物理行为下的网格尺寸，对网格划分进行调整以优化模型精度。这通常涉及对比初始和修正后的模型性能，以量化网格优化对仿真结果的影响。