圆角区域网格类型对CAE结果的影响研究

网格尺寸在CAE分析中一直困扰着从学者，多大的网格才合适，每个人的见解不一，或许大部分都做过这方面的研究。本期我们以一个案例为基础，对一个零件的圆角进行不同网格处理，得到不同的结果。

一、调节手柄有限元模型的建立

在UG中将调节手柄模型文件分别存为IGES数据导入到Hm中，该模型如图1所示，该手柄方孔处与调节支座固定连接，上端施加作用力，应用Hm前处理软件进行网格划分。

图1 调节手柄几何模型

二、调节手柄的有限元分析

2.边界约束及载荷处理

根据要求，在分析调节手柄时施加极限作用力150N。边界约束处理方法：根据底盘系统的布置结构，将调节手柄方孔与调节支座进行固定，上端施加载荷。

2.2 材料参数

分析计算中所使用的材料参数见表1。

表1 材料参数

材料牌号	弹性模量	泊松比	屈服应力	极限强度	密度
SAPH440	207000MPa	0.3	320 MPa	440 Mpa	7.85e-9 t/mm3

三、网格类型结果分析

1、四面体网格

四面体网格                       四面体圆角区域网格

应力云图（最大应力212.5MPa）  位移云图（最大位移1.19mm）

2、六面体网格

六面体网格                     六面体圆角区域网格

应力云图（最大应力260.8MPa）    位移云图（最大位移1.69mm）

3、六面体圆角细化

六面体细化网格                      六面体圆角区域网格细化

应力云图（最大应力334.5MPa）  位移云图（最大位移2.862mm）

4、五面体网格

六面体+五面体细化网格               五面体圆角区域网格

应力云图（最大应力195.8MPa）          位移云图（最大位移1.257mm）

 5、四边形网格

四边形网格                          四边形区域网格

应力云图（最大应力225.2MPa）          位移云图（最大位移1.401mm）

6、四边形圆角细化

四边形网格                          四边形细化区域网格

应力云图（最大应力225.9MPa）          位移云图（最大位移1.405mm）

四、网格类型结果汇总

通过对比结果，可以看出不同的单元类型其应力结果有所不同。在CAE建模中到底采用哪一种单元类型，需要我们结合实际工程。通过一系列验证，一般结构件尽可能采用四边形或六面体单元，尺寸约为3-4mm可取得较好结果，且与试验较为接近。