NVH一本通书籍之网格建模方法和工具获取

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1、整车NVH模型单位说明

在有限元模型中，单位采用闭合制，为了保证有限元模型中各物理量单位的一致性，同时避免自己推导时出错，可以参照现有的单位系统。根据分析问题的尺度，选择一套合适的单位系统，然后各物理量均按照该单位系统的单位输入数值。其常用的单位制见表2.1，本书籍采用的单位制为mm-N-s-T制，如某支架厚度为2.0mm，在外力100N使用下产生的最大应力为102MPa，其Q235材料的弹性模量为210000MPa，泊松比为0.3，密度为7.85e-9T/mm³。

2、整车NVH网格尺寸要求

对于整车NVH模型建模，对于钣金一般按平均尺寸8mm，铸件平均尺寸4-5mm，对于采用实体建模尽量采用六面体，若采用四面体需要采用二阶单元类型，整车网格尺寸一般要求见表2.2所示。

3、整车NVH网格单元质量检查原则

单元质量的好坏决定了分析结果的准确性，所以专业的有限元分析软件都有对单元质量进行检查的选项，可以根据实际需要对阈值进行调整；如果要获得较高的准确度，根据有限元理论，对3D单元划分成6面体网格或对2D单元划分成四边形网格是最好的网格划分。2D网格质量检查参数设置如图2.2所示，3D网格质量检查参数设置如图2.3所示。

检查网格质量好坏的的7个指标主要是：

（1）长宽比（Aspect Ratio），或者叫纵横比（软件默认值一般为5）

（2）歪扭度（Skew Angle），（软件默认值一般为60）

（3）翘曲（Warpage），（软件默认值一般为5）

（4）锥度（Taper），（软件默认值一般为0.5）

（5）雅可比比率（Jacobian Ratio），（软件默认值一般为0.7）

（6）扭曲角（Twist Angle），（软件默认值一般为30）

（7）单元长度（Element Length），（软件默认值一般为最小长度为0.1mm，最大为100mm）

图2.2 2D网格标准参数界面设置图示

图2.3 3D网格标准参数界面设置图示

4、网格单元质量要求

（1）长宽比（Aspect Ratio）

长宽比（Aspect Ratio）指的是单元中最长边和最短边的比值，长宽比为最长边除以最短边。

（2）扭曲角（Skew Angle）

扭曲角主要是针对平面而言，其定义了形状偏离垂直方向的角度。对于三角形是连接相邻边的中点和顶点到对边的交线；对于四边形是分别连接对边交点；对于3D单元，扭曲角是每个面中最大的值；通常扭曲角过大对2D单元影响较大，具体见图2.6所示。

（3）翘曲（Warpage）

翘曲度主要是用于表述平面在空间中的扭曲程度，通常被定义为翘曲平面在高度方向上距离最远的两点间的距离。绝对平面的翘曲度为0，具体如图2.7所示。

（4）锥度（Taper）

锥度一般定义为圆锥的底面直径与锥体高度之比，在网格检查中，锥度指的是四边形被压缩的程度，如下图2.8所示。当把锥度值过小，如设为0.25时，对2D单元影响最大。

（5）雅可比比率（Jacobian Ratio）

雅可比比率定义比较复杂，一般在-1到+1之间，小于0时是不能接受，最理想的为1，雅克比直接决定了网格质量的好坏，一般2d四边形和3d六面体单元需要大于0.6以上。

（6）单元角度

不管在2d还是3d网格中，单元角度必须要检查，特别最小角度，过小的单元角度，其网格质量一般比较差，具体如图2.9所示。

（7）单元长度（Element Length），

单元长度过小表明单元质量较差，特别是狭长的单元是不允许出现的；若在检查中单元长度较小或较长的单元，需要对单元进行优化调整。

（8）单元质量检查的一般标准

5、网格批处理建模方法

对于网格建模，可以采用手动画网格或批处理，批处理的优势就是可以快速完整的根据自己设定的要求进行网格的划分，如对于一个新项目或替代零部件，可以在下班的时候选择批处理方法，让电脑自行划分网格，第二天上班就可以将已画好的网格进行检查和局部修正，这样不会耽误第二天的工作，同时可以快速的建立模型进行相关的分析和优化。

在批处理时，一般先将需要划分网格的零件（特别是钣金）单独显示，避免将一个装配体划分网格（装配体可能包含螺栓、铆钉、线束等，这些一般不要划网格，而是通过其他方法进行处理），

（1）在将所有需要划分的零件单独分类后，当一个所有的零件放在一个实体PART时，需要手动创建PART，如SUBFRAM，然后再通过Organize命令移动到目标PART后再进行下一步操作；