5.2 2D映射网格

2D映射网格

使用 2D 映射网格命令，可在选定的面上生成线性或抛物线三角形或四边形单元结构网格。2D 映射网格允许用户在选定的三边面和四边面上创建映射网格。

对于映射网格或“结构”网格：

●相对于自由网格，使用映射网格能够更好地控制单元在整个面上的分布。

●对于网格化特定类型的几何体（如圆角和圆柱），它们是很有用的。

如果在三边面上生成映射网格，可以控制网格化所在的顶点。

图 5-22 所示为三边面（A）和四边面（B）上的映射网格的示例。

建立 2D 映射网格

建立 2D 映射网格，操作步骤如下：

Step 01 在 Finite Element Model工具条上单击 2D Mapped Mesh 按钮，打开 2DMapped Mesh 对话框，如图 5-23 所示。

Step 02 选择单元类型。

Step 03 规定目标网格收集器。

Step 04 选择要划分网格的面。

Step 05 加入单元尺寸或选择Automatic Element Size复选框。

Step 06 预览映射网格。

Step 07 按需要改变拐角定义。

Step 08 按需要修改选择边上的单元分布。

【练习 5-3】映射与扫掠网格

本练习定义一个 2D映射网格并利用它建立六面体网格。

你将学习怎样：

●作用 2D映射网格到一个部件。

●利用 2D映射网格为种子网格建立一个扫掠网格。

1 打开FEM文件

本练习使用一个已经准备好的 FEM 文件。该文件已被理想化，并包括预定义的网格收集和网格配对条件。操作步骤如下：

Step 01 打开\Parts_C5\insert1_f1.fem，如图 5-24 所示。

2 重置对话框设置

为下一次在NX 作业内打开相同对话框，可先将NX 对话框中选择的选项保存。恢复默认设置确保对话框在练习中处于初始状态。

Step 01 选择Preferences→User Interface Preferences→GeneraL命令。

Step 02 选择 Reset Dialog Box Selling复选框，单击OK按钮。

3 建立映射网格 1

开始在部件内侧的面上建立 2D 映射网格，启动部件内侧上的面。面选择的顺序可以影响最终网格。如图 5-41 所示，可以由面的外部开始向中部进行操作。

Step 01 在Advanced Simulation 工具上，在 3D Tetrahedral Mesh 下拉列表中选择 2D Mapped Mesh 。

Step 02 在 2D Mapped Mesh 对话框中，设置Destination Collector：取消勾选Automatic Creation复选框，设置Mesh Collector为ThinShell（1）。

Step 03 选择面1（高亮面），如图 5-25 所示。

Step 04 设置网格参数。设置Overall Element Size为 2.0，取消勾选Export Mesh to Solver复选框，因为映射网格仅用于扫掠网格的种子点，不需要写出 2D 网格到解算器。

Step 05 设置网格选项：选择Quad Only on 3 Sided Faces复选框。

Step 06 单击Apply按钮，生成网格，如图 5-26 所示，并保持 2D Mapped Mesh 对话框为打开状态。在三边面中应该没有三角形单元。

2D Mapped Mesh 自动添加网格控制，用蓝色符号表示。它们用于控制局部网格密度，如果边缘不是按计划排列，也可帮助控制映射网格。

4 建立映射网格 2

继续对部件内侧划分网格，下一组面是前一组面的镜像。在前面打开的 2D MappedMesh 对话框进行设置，操作步骤如下。

Step 01 选择面1（高亮面），如图 5-27 所示。

Step 02 单击Apply按钮，建立网格 2，如图 5-28 所示。

5 建立映射网格 3

继续划分部件内侧网格，这组面连接上两个网格。在建立此网格后，可修改两个新网格控制参数，为此组面设置单元数。

Step 01 选择面1（高亮面），如图 5-29 所示。

Step 02 单击OK按钮，建立网格 3，如图 5-30 所示。

在网格中心区有很多单元，修改两个网格控制参数，使中心区为有 12 个单元。

Step 03 双击面1，单击面2。双击第一个网格，打开 Mesh Control对话框。单击第二个网格，在两个设置中填入相同数值。

Step 04 设置网格控制。设置Number on Edge为Number of Elements=12。

Step 05 单击OK按钮。为了查看由网格控制改变产生的变化，需要更新模型。

Step 06 在 Advanced Simulation 工具条上，单击 Update Finite Element Model 按钮，结果如图 5-31 所示。

中心区的网格密度更接近其余面。

6 建立映射网格 4

网格化如图 5-32 所示的圆柱面，操作步骤如下。

Step 01 在 Advanced Simulation 工具条 3D Tetrahedral Mesh 下拉列表中选择2D Mapped Mesh 。

Step 02 选择面1。

Step 03 设置全局单元尺寸参数，设置Overall Element Size为 2.0。

Step 04 单击Apply按钮，结果如图 5-33 所示。

7 建立映射网格 5

在此步中，网格化部件边缘。建立扫掠时，此种子网格控制穿过部件厚度的单元分布。

Step 01 如图 5-34 所示选择面1（高亮面）。

Step 02 单击Apply按钮，生成网格，如图 5-35 所示。

8 完成映射网格

网格化部件的顶部三角区。

Step 01 如图 5-36 所示，选择面1（高亮面）。

Step 02 单击Apply按钮，生成网格，如图 5-37 所示。

网格化顶部的下一个区——内侧面。

面选择次序会影响最终生成网格。完成此练习时，可以再次试着练习查看网格化顺序怎样影响最终生成网格。

Step 03 如图 5-38 所示，选择面1（高亮面）。

Step 04 单击OK按钮，生成网格，如图 5-39 所示。

完成的种子网格如图 5-40 所示。

9 建立扫掠网格 1

利用已建立的映射网格为一个种子网格建立六面体单元的扫掠网格，操作步骤如下。

Step 01 在Advanced Simulation 工具条上，从 3D Tetrahedral Mesh 下拉列表中选择 3D Swept Mesh 。

Step 02 设置Type为Until Target。

Step 03 如图 5-41 所示，选择面1（高亮面）。

Step 04 单击鼠标中键，移动到下一步。

Step 05 如图 5-42 所示，选择在部件后侧的高亮面1。

注：如果需要，利用QuickPick 选择此面。

Step 06 设置Destination Collector，取消勾选Automatic Creation复选框。

Step 07 单击Apply按钮，建立扫掠网格 1，如图 5-43 所示。

保留 3D Swept Mesh对话框为打开状态。

10 建立扫掠网格 2

Step 01 如图 5-44 所示，选择高亮面1。

Step 02 单击鼠标中键，移动到下一步。

Step 03 如图 5-45 所示，选择部件后侧的高亮面1。

Step 04 单击Apply按钮，建立扫掠网格 2，如图 5-46 所示。

11 建立扫掠网格 3

Step 01 如图 5-47 所示，选择面高亮面1。

Step 02 单击鼠标中键，移动到下一步。

Step 03 如图 5-48 所示，选择部件后侧的高亮面1。

Step 04 单击Apply按钮，建立扫掠网格 3，如图 5-49 所示。

12 建立扫掠网格 4

Step 01 如图 5-50 所示，选择面1 2 。

Step 02 单击鼠标中键，移动到下一步。

Step 03 如图 5-51 所示，选择在部件后侧的高亮面1。

Step 04 单击Apply按钮，建立扫掠网格 4，如图 5-52 所示。

13 完成扫掠网格

Step 01 如图 5-53 所示，选择高亮面1。

Step 02 单击鼠标中键，移动到下一步。

Step 03 如图 5-54 所示，选择部件后侧的高亮面1。

Step 04 单击OK按钮，建立扫掠网格，如图 5-55 所示。

最终的网格如图 5-56 所示。

Step 05 不存储关闭部件。

选择File→Close→All Part命令。

【练习 5-4】使用 2D种子网格控制 3D 网格

在本练习中，利用 2D种子网格去控制 3D网格的尺寸。

本练习中，你将学习：

●用 2D Mesh划分圆角网格。

●用 3D Mesh划分部件网格。

1 打开部件，启动高级仿真

在 NX中，打开\Parts_C5\knuckle.prt部件，如图 5-57 所示。

Step 01 启动Advanced Simulation应用，选择 Start→Advanced Simulation命令。

2 创建一个FEM文件

Step 01 在资源条上单击Simulation Navigator按钮。

Step 02 在Simulation Navigator中，用鼠标右键单击knuckle.prt，在弹出的快捷菜单中选择New FEM命令。

Step 03 打开New Part File对话框，选择NX Nastran-Fem-Millimeters，文件名称为knuckle_fem1.fem，文件夹选用prt文件所在路径。

Step 04 单击OK按钮，关闭New Part File对话框。

Step 05 在New FEM对话框中设置NX Nastran为Solver，Structural为Analysis Type。

Step 06 单击OK按钮，关闭New FEM对话框。

3 生成一个 2D种子网格

Step 01 在Advanced Simulation工具条的 3D Tetrahedral 下拉列表中选择 2DMesh 。

Step 02 将Selector Bar中的Method设置为Fillet Faces。

Step 03 单击Smart Selector Options，设置Fillet Maximum radius=5，单击OK按钮，关闭Smart Selector Options对话框。

Step 04 单击几何体，没有实体被选中。

Step 05 单击Smart Selector Options，设置Fillet Maximum radius=10，单击OK按钮，关闭Smart Selector Options对话框。

Step 06 单击几何体，33 个实体被选中并高亮显示，如图 5-58 所示。

Step 07 设置Type为CTRIA6，Element Size=8.0。

Step 08 在Mesh Settings中，取消勾选Export Mesh to Solver 复选框。

Step 09 单击OK按钮，关闭 2D mesh对话框，划分网格如图 5-59 所示。

4 生成一个 3D网格

现在在Fillet面上有了 2D种子网格，据此划分 3D网格，NX会用 2D网格的节点来生成 3D单元。

Step 01 在Advanced Simulation工具条上，单击 3D Tetrahedral Mesh 按钮。

Step 02 选择几何体划分网格。

Step 03 在Type下拉列表中选择CTETRA(10)单元。

Step 04 单击Automatic Element Size 按钮。

Step 05 单击OK按钮，关闭 3D Tetrahedral Mesh对话框。

生成的 3D网格如图 5-60 所示。

Step 06 选择File→Close→All Part命令，关闭所有部件文件。 G5cdv4LGOjX1NpH9krIIb4aI1Dg/xV17TxlUFxg+SNgAaGOdVR+WnF7BWcdwi5/B