眾所周知，結(jié)構(gòu)仿真按照流程可以分為前處理、求解以及后處理，工程師的工作量主要體現(xiàn)在前處理階段，前處理可能占據(jù)了整個(gè)仿真流程的50-60%的工作量。如圖1所示，前處理中包含了模型的簡(jiǎn)化、分析類型的選擇、材料的選擇、接觸、約束以及載荷的設(shè)定和網(wǎng)格劃分等流程，本文我們主要關(guān)注Simulation的網(wǎng)格劃分功能以及網(wǎng)格控制。

圖1?結(jié)構(gòu)仿真的常見流程

常規(guī)的規(guī)整的幾何模型，我們還是比較容易劃分網(wǎng)格的，而在實(shí)際項(xiàng)目中，可能我們的模型是圖2、圖3的這種復(fù)雜的幾何，這種復(fù)雜的幾何不僅僅可能源自于SOLIDWORKS本身的設(shè)計(jì)圖檔，也有可能是別的三維軟件所導(dǎo)出的stp、x_t或者igs等形式的中間格式?？梢妶D2模型，整體尺寸較大，而局部的小尺寸幾何特征較多，圖3的模型，整體尺寸較大，局部小尺寸特征也較多，且碎面非常多，有不少工程師在面對(duì)諸如這種模型的時(shí)候，特別是在網(wǎng)格劃分的時(shí)候可能會(huì)顯得特別困難。

圖2?實(shí)際模型1 ???????????????????????圖3?實(shí)際模型2

需要肯定的是，SOLIDWORKS Simulation是可以處理上述此類復(fù)雜模型的網(wǎng)格劃分的，在處理這種復(fù)雜的幾何的網(wǎng)格時(shí)，需要用戶比較熟悉SOLIDWORS Simulation的三種網(wǎng)格的生成機(jī)制，當(dāng)然由于SOLIDWORKS Simulation網(wǎng)格劃分都是基于幾何的，因此，幾何在劃分網(wǎng)格前也需要被修復(fù)，如破面、細(xì)小特征、自由面等，幾何修復(fù)不在本次討論范圍內(nèi)。

SOLDIWORKS Simulation網(wǎng)格劃分的功能與細(xì)節(jié)如圖4所示，接下來將要詳解下述網(wǎng)格相關(guān)的內(nèi)容

???網(wǎng)格密度

網(wǎng)格密度可以分為粗糙、默認(rèn)以及良好，隨著指針從粗糙到默認(rèn)到良好的拖拽，網(wǎng)格的密度會(huì)增加，網(wǎng)格尺寸會(huì)變小。該處的指針的拖拽，也會(huì)直接影響到下面“網(wǎng)格參數(shù)”中網(wǎng)格大小的量標(biāo)。

需要注意的是，該處的網(wǎng)格密度設(shè)定屬于全局網(wǎng)格范疇，影響到區(qū)域?yàn)閰⑴c仿真計(jì)算的所有區(qū)域。與此同時(shí)，不少用戶認(rèn)為當(dāng)指針拖拽至良好時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)最小的網(wǎng)格，這種觀點(diǎn)是不妥的，該處只能大體控制全局網(wǎng)格尺寸，實(shí)際上用戶是可以在下方的網(wǎng)格大小中，實(shí)現(xiàn)比良好更小的網(wǎng)格尺寸。如圖5、圖6、圖7、圖8所示。

圖5?默認(rèn)網(wǎng)格（5.7mm）??????????????圖6?粗糙網(wǎng)格（11.4mm）

?圖7?良好網(wǎng)格（2.8mm）?? ???????????圖8自主控制網(wǎng)格（1mm）

???網(wǎng)格參數(shù)-標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格

標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格法是為后續(xù)進(jìn)行網(wǎng)格劃分的時(shí)候，使用Voronoi-Delaunay的網(wǎng)格化方案，所生成的單元網(wǎng)格大小一致性較高，其中包含了兩個(gè)控制參數(shù)：

1、 整體大?。涸O(shè)定全局的平均單元尺寸，這個(gè)可以由軟件根據(jù)幾何體的面積、長(zhǎng)度等因素默認(rèn)生成，用戶可以進(jìn)行自定義。

2、 公差：公差默認(rèn)為全局單元大小的5%執(zhí)行。由于幾何模型的尺寸不一定能整除整體大小尺寸，可能到最后會(huì)有一個(gè)尺寸非常小的網(wǎng)格生成，為了避免這種情況產(chǎn)生，所以使用公差來控制，將整體網(wǎng)格大小規(guī)范在單元整體大小和公差范圍內(nèi)波動(dòng)，避免最終生成質(zhì)量太差的單元

標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格生成的圖示如圖9所示。

???網(wǎng)格參數(shù)-基于曲率的網(wǎng)格

基于曲率的網(wǎng)格劃分方法可以在高區(qū)率的區(qū)域自動(dòng)生成更多的單元，通常情況下，用于曲率較多的地方，如圓角，孔位等較多的工件的網(wǎng)格劃分中。該方法包括了4個(gè)常見的參數(shù)：

1、 最大單元大小。最大單元大小為全局中的最大單元的尺寸

2、 最小單元大小。最小單元大小為全局中的最小單元的尺寸

3、 圓中最小單元數(shù)。指定圓中最少的單元數(shù)量，當(dāng)大尺寸條件下存在小孔，可能即使在最小的單元大小劃分下，圓孔的特征由于過小，依然可能存在問題，通過圓中最小單元數(shù)，強(qiáng)制孔的區(qū)域至少需要分布8個(gè)單元。

4、 單元大小增長(zhǎng)比例。最小單元大小往最大單元大小生長(zhǎng)過程中的每層單元的增長(zhǎng)率，即其所指定的為高區(qū)率區(qū)域開始的全局單元是如何、多快地生長(zhǎng)到最大單元大小的。當(dāng)然，如果幾何特征區(qū)域過小，也可能無法生長(zhǎng)到最大單元大小。

基于曲率的網(wǎng)格生成的圖示如圖10所示。

圖10?基于曲率的網(wǎng)格生成

???網(wǎng)格參數(shù)-基于混合曲率的網(wǎng)格

激活基于混合曲率的網(wǎng)格?？蓪?duì)無法使用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格或基于曲率的網(wǎng)格進(jìn)行網(wǎng)格化的模型使用基于混合曲率的網(wǎng)格。

基于混合曲率的網(wǎng)格在用于曲面和包絡(luò)體網(wǎng)格化的單一中央處理器單元?(CPU)?上運(yùn)行，這可能會(huì)減慢網(wǎng)格化流程。

有時(shí)，基于混合曲率的網(wǎng)格可解決網(wǎng)格化失敗問題，生成實(shí)體網(wǎng)格，其具有比標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格或基于曲率的網(wǎng)格品質(zhì)更高的單元（高寬比例更低）。 基于混合曲率的網(wǎng)格器支持?h-自適應(yīng)和?p-自適應(yīng)方法。

基于混合曲率的網(wǎng)格與基于曲率的網(wǎng)格控制參數(shù)是一樣的，均為4個(gè)參數(shù)對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行控制。這里不在贅述，具體可參考上述的“網(wǎng)格參數(shù)-基于曲率的網(wǎng)格”。相較于基于曲率的網(wǎng)格方法不同的是，對(duì)于復(fù)雜的模型、碎面多的模型，使用基于混合曲率的網(wǎng)格會(huì)更容易生成質(zhì)量較好的單元，如圖11、圖12所示。

圖11?實(shí)際模型1的網(wǎng)格???????????????????圖12?實(shí)際模型2的網(wǎng)格