异形传动件结构化网格划分实战

异形传动件结构化网格划分技术文章


摘要

本文详细阐述了异形传动件的结构化网格划分过程，从总体划分思路到具体划分技巧，以及最终的网格质量检查，旨在为机械设计与有限元分析提供高质量网格基础。重点介绍了网格构建的关键步骤，包括模型的处理、引导网格与体网格的绘制、以及全局检查以确保网格满足结构化边界条件并具备充分质量。




引言

在进行复杂的三维机械设计及有限元分析时，高质量的网格划分是确保准确性与计算效率的关键。本案例采用常见的基于Unity3D的网格划分软件，通过结构化的步骤进行异形传动件的网格划分。

1. 网格划分策略


流程如下：


1.1 检查模型


首先，对模型完整性进行检查，确保模型无失真或缺失部分。


1.2 绘制引导网格


通过智能划分技术生成初始网格布局，以指导后续的体网格构建过程。


1.3 绘制体网格


分别构建各部分体网格，并确保相互间的连续性和一致性。


1.4 检查网格


对构建得到的网格进行严格检查和评估，以满足几何和质量标准。


2. 实际操作—以模型“图1 02 开始网格划分”为例


2.1 计算模型完整性

使用全局属性检查确保模型数据完整，符合网格生成的前置要求。数据完整性为“OK”。

2.2 处理与分割模型

经观察，模型展现一周周期对称特性，据此采用旋转对称策略将完整模型简化为1/6部分，并完成分割，如“图2”所示。

2.3 绘制及调整引导网格

首先划分分割模型的外部边界，应用表面节点分隔辅助创建区域网格，实现初步布局，如“图3”所示。

接着，针对上述构建的区域实施二维网格生成，为后续的三维模型构建提供依据，如“图4”所示。

2.4 构建与优化体网格

在投影面图形上生成台体网格，提取中间部分的网格，实现局部结构的精细分割，如“图5”与“图6”所示。

通过复制和镜像操作生成完全循环的体网格，实现模型对称部分的网格一致性，如“图7”与“图8”所示。

最后，通过旋转操作完成整体模型的网格生成，确保网格面与设计对象全面接触与贴合，如“图9”所示。

2.5 制定网格质量评鉴

结合网格质量检查指令，对分区块的共节点、T形边、自由边进行评估，并针对网格结构斜度、长宽比、最小与最大角度以及翘曲率进行复查，确保网格在有限元分析场景中表现优异，如表第2部分所示。

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