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网格无关解！收敛工具！h-方法！p-方法！

11月前浏览289

在结构有限元分析中。一般来说，位移结果对网格不敏感，应力结果在应力梯度大的位置对网格敏感(比如应力集中位置)。

我们老学员都知道，对于塑性材料，极限强度评估并不重视网格无关解。但如果因为某种原因需要获取网格无关解，本文提供两种方法。

1）加密网格；

2）收敛工具；

加密网格

对于三维实体模型，可以选择四面体网格方案或六面体网格方案。六面体方案因为计算的高效率和网格的美观度一直深受偏爱。

应该指出，六面体方案存在两个不足：第一，几何适应性差，复杂模型难以划分为六面体网格；第二，局部加密网格不灵活。

总体来说，为获取网格无关解，四面体方案因为灵活的网格尺寸控制应该成为首选。

在ANSYS中，可以通过指定面尺寸、线尺寸、以及定义影响球等功能实现局部网格加密，过程比较简单，这里不展开介绍。

可以在应力或位移等结果下插入收敛工具：

收敛工具的属性如下图所示：

收敛工具的使用限制如下：

1）使用非线性自适应区域或接触步骤控制会导致收敛工具不可用；

2）超弹材料、正交各向异性材料、SOLSH190等不支持收敛工具；

3）周期对称和循环对称不支持收敛工具；

4）结果方案组合不支持收敛工具；

在收敛工具的属性中可以设置误差范围(允许更改)，但并没有设置网格加密的方式，因为网格加密的方式设置在求解的属性中：

当最大加密循环=1，网格只加密一次：

当最大加密循环=3，网格加密三次：

由上可得，最大加密循环为达到允许更改之前的最多细化次数。

更改加密深度，如下图所示：

综上所述，最大加密循环定义的是加密的次数，加密深度定义的是加密的范围。这两个属性定义了加密的方式。

应该指出，收敛工具也是通过加密网格来达到网格无关解。和传统的加密网格不一样，收敛工具对网格自动进行加密。

在有限元分析中，有两种获得网格无关解的方法。加密网格称为h-方法(high density)，提高单元阶数称为p-方法(polynomial)。

一般来说，h-方法数值稳定性好，p-方法计算效率高。

来源：博集华仿

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首次发布时间：2025-11-08

最近编辑：11月前

硕士致力于推广工程仿真技术

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