节点和单元生成

9.1 什么是直接生成？

直接生成是一种直接定义节点和单元的方法，尽管ANSYS程序提供了许多方便的命令用于节点和单元的拷贝、映像、缩放等操作，但用直接生成法构造模型是实体模型建模法构造同样模型的十倍数据量。

本手册前面讨论的预规划（§2）、坐标系（§3）和工作平面（§4）适用于直接生成也适用于实体建模。

由直接生成法生成的模型严格按节点和单元的顺序定义组集而成，即使节点、单元生成操作可交替进行，单元必须在其节点全部生成后才能定义。

9.2 节点

本节叙述多种直接生成节点的方法，主题包括：

·定义节点

·从已有节点生成另外的节点 ·查看和删除节点 ·移动节点

·旋转节点的坐标系

·读、写包含节点数据的文本文件

9.2.1 定义节点

利用下列方法定义节点：

·在激活的坐标里定义单个节点，用下列方法： 命令：N

GUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Nodes>In Active CS

Main Menu>Preprocessor>Create>Nodes>On Working Plane

如果利用ANSYS交互功能，可定义一个工作平面的捕捉增量在图上通过拾取〔N，P〕生成节点。（关于工作平面可参见§4）。

·在已有关键处定义节点，用下列方法： 命令：NKPT

GUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Nodes>On Keypoint ·移动一个节点到坐标系平面的一个交点，用下列方法： 命令：MOVE

GUI: Main Menu>Preprocessor>Move / Modify>To Intersect

9.2.2 从已有节点生成另外的节点

一旦生成了初始模式的节点，可用下列方法生成另外的节点：

·在已有两节点间的连线上生成节点，用下列方法： 命令：FILL

GUI: Main Menu>Preprocessor>-Modeling->Create>Nodes>

Fill between Nds

·从一种模式的节点生成另外的节点，用下列方法： 命令：NGEN

GUI: Main Menu>Preprocessor>-Modeling->Copy>-Nodes->Copy ·从一种模式的节点生成缩放的节点集，用下列方法： 命令：NSCALE

GUI: Main Menu>Preprocessor>Copy>Scale & Copy

Main Menu>Preprocessor>Move / Modify>Scale & Move Main Menu>Preprocessor>Operate>Scale>Scale & Copy Main Menu>Preprocessor>Operate>Scale>Scale & Move

·从三节点的二次线上生成节点，用下列方法： 命令：QUAD

GUI: Main

Menu>Preprocessor>-Modeling->Create>Nodes>Quadratic Fill

·生成一映像节点集，用下列方法： 命令：NSYM

GUI: Main Menu>Preprocessor>-Modeling->Reflect>Nodes ·将一种模式的节点转换到另一个坐标系，用下列方法： 命令：TRANSFER

GUI：Main Menu>Preprocessor>Move / Modify>Transfer Coord>Nodes ·在弧线的曲率中心定义一个节点，用下列方法： 命令：CENTER

GUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Nodes>At Curvature Ctr

如果在弧的曲率中心定义了一个局部柱坐标系〔CS〕，可用FILL命令Main

Menu>Preprocessor> Create>Nodes>Fill between Nds在孤线上生成另外的节点。如果给定了曲率半径，在节点NODE1、NODE2、NODE3确定的平面上，沿NODE1─NODE2的中垂线方向中可自动计算其曲线中心。

9.2.3 查看和删除节点

利用下列方法查看和删除节点：

·对节点列表，用下列方法： 命令：NLIST

GUI: Utility Menu>List>Nodes

Utility Menu>List>Picked Entities>Nodes

·显示节点用下列方法： 命令：NPLOT

GUI: Utility Menu>Plot>Nodes

如已用/PNUM命令（菜单途径Utility Menu>Plot>Elements）激活了节点号显示，用EPLOT命令（菜单途径Utility Menu>PlotCtrls>Numbering）画单元时将标出节点号。

·用下列方法删除节点： 命令：NDELE

GUI: Main Menu>Preprocessor>Delete>Nodes

注意：删除节点也将删除包括节点在内的任何边界条件（如位移、力等）及任何耦合或约束方程。

9.2.4 移动节点

用下列方法移动节点：

·用N命令（或其它任何生成节点的命令）通过屏蔽重新定义一节点。

·修改一个（或所有）已定义节点的坐标（即将一个节点移动到一个新

位置），用下列方法：

命令：NMODIF

GUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Nodes>By Angles

Main Menu>Preprocessor>Move / Modify>By Angles Main Menu>Preprocessor>Move / Modify>Set of Nodes Main Menu>Preprocessor>Move / Modify>Single Node

9.2.5 计算节点间的距离

计算两节点间的距离：

命令：NDIST

GUI: Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Check Geom>ND distances

9.2.6 旋转节点坐标系

用下列方法旋转节点的坐标系（缺省地与总体笛卡尔坐标系平行）：

·将节点坐标系旋转到激活的坐标系，用下列方法： 命令：NROTAT

GUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Nodes>-Rotate Node CS->

To Active CS

Main Menu>Preprocessor>Move / Modify>-Rotate Node CS-> To Active CS

·通过方向余弦旋转节点坐标系，用下列方法： 命令：NANG

GUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Nodes>By Vectors

Main Menu>Preprocessor>Move / Modify>By Vectors

·用N或NMODIF命令（本章前面叙述的）按一定角度旋转节点坐标系。 关于节点坐标系参见§3。

9.2.7 读、写包含节点数据的文本文件

可以读入包含节点数据的文本文件。此功能对输入从另一个网格生成器、一

个CAD/CAM程序或另一个ANSYS对话生成的ASCII节点数据有用处。还可以将这样一个ASCII文件写输出到另一程序（必须能读这个ANSYS文件）或另一个ANSYS对话中去。对于标准的ANSYS模型生成对话不需要读写节点数据。

·指定从一节点文件读入节点数据用下列方法： 命令：NRRANG

GUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Nodes>Read Node File ·从一文件读入节点，用下列方法： 命令：NREAD

GUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Nodes>Read Node File

这些命令并不生成节点，必须事先生成必要的节点。而且，生成单元属性（MAT、TYPE、REAL和ESYS）依赖于原来模式的单元属性而不依赖于当前指定的设置。

9.3.5 用特殊方法生成单元

有些特殊的单元可用下列特殊方法生成：

·在已生成单元外表面上生成表面单元用下列方法： 命令：ESURF

GUI: Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Create>Elements>-On

Contct Surf-option

在某些热分析中，可用ESURF，XNODE命令生成带有任选节点的SRUF151或SURF152单元。

·要在已有面单元的边上生成重叠的表面单元并分配额外的节点作为

最近的流体单元节点，用下列方法：

命令：LFSURF

GUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Elements>Surface Effect>

Line to Fluid

在某些热分析中，用LFSURF命令生成带有任选节点的SURF151单元。 ·要在已有实体单元的表面上生成重叠的表面单元并分配额外的节点

作为最近的流体单元节点，用下列方法：

命令：AFSURF

GUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Elements>Surface Effect>

Area to Fluid

在某些热分析中，可用AFSURF命令生成带有可选节点的SURF152单元。 ·当模型是由直接生成方法装配的，可以直接在已有单元的表面叠加生

成表面单元并分配另外的节点作为最近流体单元的节点。用下列方法实现：

命令 : NDSURF

GUI:MainMenu>Preprocessor>-Modeling-Create>Elements>-Surf/C

ontact-Surface Effect>-Attach to Fluid-Node to Fluid

在有些热分析中用NDSURF生成可选择节点的SURF151或SURF152单元。

·按下列方法用二维线单元（诸如间隙单元）连接重合的节点： 命令：EINTF

GUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Elements>At Coincid Nd ·下列方法生成一般的接触单元（参见ANSYS结构分析指南中的接触） 命令：GCGEN

GUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Elements>At ContactSrf

9.3.6 读写包含单元数据的文本文件

可以读或写一个包含单元数据的文本文件。这些命令用于和其它程序（或另一个ANSYS对话）交换数据。在标准的ANSYS模型生成中，不需要这些命令。

·用下列方法指定从一单元文件中读入单元： 命令：ERRANG

GUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Elements>Read Elem File ·用下列方法从一文件中读单元： 命令：EREAD

GUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Elements>Read Elem File ·用下列方法将单元数据写到一文件： 命令：EWRITE

GUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Elements>Write Elem File

9.3.7 注意重叠单元

如果生成了重叠单元（即有相同节点和相同空间位置的单元）。则ANSYS中诸如图形、加面载荷、选择逻辑等操作可能不会象预期那样，最好避免使用重叠单元，若不能避免的话，无论何时用到重叠单元必须格外小心。

9.3.8 通过改变节点修改单元

用不同节点重新定义单元，可用下列方法，注意将单元属性指针置成正确的值（执行这些命令将当前的单元类型、实常数、材料特性及某些类型单元的单元坐标系赋给修改后的单元）。

·用下列方法修改已定义的单元： 命令：EMODIF

GUI: Main Menu>Preprocessor>Move / Modify>Modify Nodes ·用下列方法通过定义编号和连接的节点重新定义单元： 命令：EN

GUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Elements>Thru Nodes 可用本章前面所述的ENGEN和ENSYM命令或GUI途径，重写或修改单元组。

9.3.9通过修改单元属性修改单元

修改已生成单元属性有下述几种方法：

·在前处理PREP7或求解器SOLUTION中用下列方法修改指定单元的材

料号：

命令：MPCHG

GUI: Main Menu>Preprocessor>Loads>Other>Change Mat Props>

Change Mat Num

Main Menu>Preprocessor>Material Props>Change Mat Num Main Menu>Solution>Other>Change Mat Props>Change Mat Num

·在前处理器中EMODIF和*REPEAT命令提供了一种修改单元属性的通

用方法。不能直接在GUI中得到*REPEAT命令。EMODIF和*REPEAT命令的使用如下：

E,1,2 ! Element 1

REAL,3 ! REAL set pointer = 3 E,2,3 ! Element 2 (REAL=3)

EGEN,40,1,2 ! Generate 40 elements from el. 2 (all with REAL=3) EMODIF,5,REAL,4 ! Redefine element 5 with REAL set 4

*REPEAT,18,2 ! Redefine els. 7-39 in steps of 2 (with REAL=4)

参见《ANSYS Commands Reference》中EGEN、EMODIF和* REPEAT命令的叙述。

另外，在单元生成之后进入求解器SOLUTION之前，可改变其单元属性表中的项。如果实常数组或材料特性组中含有未使用的项（如把梁单元的实常数组赋给杆单元），则在屏幕上会出现警告信息。

修改单元属性的另一种方法（是用EDELE命令或菜单途径Main

Menu>Preprocessor>Delete>Elements）是删除单元，重新定义属性指针（再用EN命令或菜单途径Main Menu>Preprocessor>Create>Elements>Thru Nodes）重新生成单元。

9.3.10 增加和删除中间节点的注意事项

若需改变单元类型，用带有中间节点的单元代替无中间节点的单元时，可用EMID命令补加中间节点。而且为删除中间节点，必须首先从中间节点单元用EMID，-1命令除去中间节点：

命令：EMID

GUI: Main Menu>Preprocessor>Move / Modify>Add Mid Nodes

Main Menu>Preprocessor>Move / Modify>Remove Mid Nd

当用直接生成方法定义中间节点单元时（即E、EN及类似的命令），中间节点按下列方案生成和排列：

·有些高阶单元允许去除中间节点，对这类单元，当定义高阶单元时中

间节点用了0值（或空），相应的中间节点将从单元中去掉。结果单元的形函数

中有些或全部二次项被忽略（取决于去掉中间节点号），因此使单元的边仍为直的。极端情况去掉单元的所有中间节点，单元会使用线性形函数，产生的结果与相似的低阶（无中间节点）单元类型的相近。

·当定义了高阶单元，如果所用的中间节点号还未定义（N，NGEN，FILL，

NSYM及类似命令），然后该节点会被自动地定义并给定几何位置，这就是计算的各自角点的中点（在笛卡尔坐标系下线性插值）。这种节点的旋转角也是由角节点的旋转角自动地进行线性插值而得到。这样可以方便地生成中间节点单元而不必明确地定义中间节点的几何位置在角点的中间。

注意：这种应用只适用于模型的直接生成方法，ANSYS网格划分控制提供了对已划分网格模型控制中间节点的方法。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/l8wx.html