有限元网格划分和收敛性

SolidWorks Simulation的P方法具有以下特性。

1)适用于实体零件及装配体的静态分析研究，但装配体仅支持结合方式，不可以有其他接触存在;

2)收敛准则有总应变能、均方根合位移、均方根von Mises应力;

3)默认收敛准则是总应变能，均方根合位移及von Mises应力准则并不常用; 4)默认的设定通常就足够，由于系统通常会提前满足设 定精度，因此最大p-order及最大循环数很少用到;

5)开始p-阶序起始于2，设为1会报错; 6)必须使用二阶单元为初始网格;

◎一般而言初始的网格尺寸影响很小(见图17);

◎Jacobian(雅可比检查)对误差有较大的影响，在局部位置无法反馈结果。建议将Jacobian检查设定在节点(见图18)。

四、手动收敛性检查 1.相对收敛性检查

在大多数复杂情况下很难通过自适应方法得到好的结果，必须通过相对收敛性检查得到收敛的结果(见图19)，其操作步骤如下。

1)执行多个分析研究，逐步调整加密网格，检查应力值的变化情形; 2)每次以2:1比例调整加细网格尺寸;

3)如果局部网格尺寸远小于整体网格尺寸，要留意扭曲 失真的情况。 2.等值线质量检查(见图20)

1)应力等值线应该和连续几何体一样连续，使用不连续选项可以更清楚看到不连续的结果，如果几何体光滑连续而结果呈锯齿状，表明此处结果不好，需要加密网格或提高网格质量;

2)没有一个收敛的绝对测试标准，但是可以显示区域检查; 3)显示带有结果的单元结果可以显示他们如何影响结果。 3.误差估算方法1：能量范数值(见图21)

1)ERR能量范数误差绘图可以显示出相邻元素之应力值差异，理论上要愈小愈好;

2)并非绝对是收敛性测试方法，但会显示出要特别注意的高误差区域;

3)最佳的应用方式是在比较不同的设计过程。如果在某个区域的误差估算已经调整至最佳状况并维持一致，其分析结果的比较应该较具有实际意义。 4.误差估算方法2：节点和单元应力值比较(见图22)

1)节点解是临近单元的节点应力的平均值; 2)单元解是每个单元所有节点应力的平均值;

3)评定标准，理论上节点和单元应力值应该有较小的差异;

4)一般情况下，节点应力和单元应力的误差不允许超过5%。 五、手动收敛性控制和自动收敛性总结及建议 1)针对单一零件的分析

◎使用h-adaptive收敛方法，二阶质量单元及默认单元大小; 2)针对结合的装配体分析

◎使用p-adaptive收敛方法，二阶质量单元及默认单元大小;

◎如果有Jacobian误差发生，使用不同的初始网格尺寸执行可避免不正确的高应力值产生;

3)针对有连接接头或接触条件的装配体分析 ◎使用传统的手动H-单元收敛方法; ◎使用二阶质量单元及默认单元大小;

◎使用初始网格控制以确保符合未变形的几何体; ◎使用局部网格控制在需要位置以达到收敛。