[科普中国]-有限元前处理技术

有限元前处理指的是从三维模型建立有限元模型，通俗的说就是划分网格，添加边界约束及力学约束等。

简介有限元前处理问题是有限元分析的一个重要部分，有效合理的对CAD模型进行前处理，将大大节省工程分析时间，保证有限元分析结果的正确合理。

有限元前处理包括一系列复杂而庞大的工程，主要包括模型的修复与简化,网格的划分与质量控制,模型约束设置，模型装配接触以及求解文件的定义等。

仿真分析中的两个主要问题：

1、模型的修复与简化。

2、模型装配接触问题。1

目的1、模型简化与修复主要是将模型中不关心的特征去除，从而有效合理的划分网格；

2、在从CAD中将模型导入到workbench中，有可能会发生模型构件之间位置变化，模型特征丢失等问题，所以需要人工修复模型。

3、模型构建单元的改变，如壳单元的改变，中层面的设置等。

前处理接触形式ANSYS环境下接触是以接触对的形式对模型进行设置。接触对由接触单元和目标单元构成。

接触形式主要分为三种：

1、点点接触单元，主要用于模拟点点接触行为。典型例子如管道装配模型，其中接触点总是在管端和约束之间。

2、点面接触单元，抓哟用于点面接触模型建模，如两根梁的相互接触，铆钉装配接触。

3、面面接触单元，主要用于几何体的面特征接触。

在关键选项中，表面接触行为控制选项中可选择作用模式,主要方式如下：

1、standard，法向单向接触，即在接触分开时，法向压力为0；

2、rough，理想粗糙接触，用来模拟无滑动的，表面完全粗糙的摩擦接触问题，这种设置对应于摩擦系数无限大，因此用户自定义的摩擦系数被忽略。

3、no separation，不分离接触，接触面和目标面一旦接触，随后的分析中就连在一起，允许有相对滑动。2

本词条内容贡献者为:

李晓林 - 教授 - 西南大学