1、marc网格生成第二章 网格生成本章要点 三种大体网格生成方式 程序的网格加工功能及利用方式 具体网格生成实例本章要紧介绍网格生成的大体功能及利用方式。先介绍MENTAT生成网格的三种大体方式：节点与单元的直接概念，或先概念结构的几何实体，再转换为单元和节点，和对任意几何面、体自动生成单元的网格划分。然后介绍MENTAT对已有网格进行加工、处置的功能及利用方式，最后通过具体实例介绍利用户更好地把握MENTAT网格生成部份的菜单、命令利用方式。与有限元分析相关的经常使用词ELEMENT（单元）由多个节点定义的用于分析的最基本区域。NODE（节点）用于定义单元的点，具体位置由坐标值确定。与几何实体
2、相关的经常使用词POINT（点）描述曲线、曲面的控制点。CURVE（曲线）线段、圆弧、样条等曲线的统称。SURFACE（面）四边形面、球面、圆柱面等曲面的统称。网格生成方式1（网格直接概念）网格生成主若是生成节点和单元，节点的位置由节点坐标决定，节点坐标能够由键盘输入，也可在屏幕上检取格栅点输入。键盘输入方式简单，但利用起来却不方便，检取格栅点的方式更为人所经常使用，下面介绍一下格栅的利用方式。格栅的显示格栅的显示分二步，第一必需检取格栅显示光钮，而且设置适合的格栅参数如距离、大小等。格栅的概念光钮在MESH GENERATION菜单的中部。用户在MAIN菜单中检取MESH GENERATIO
3、N，在MESH GENERATION菜单的中部的COORDINATE SYSTEM条款下有绿色的SET、RECTANGULAR、GRID光钮，如以下图所示。 MESH GENERATIONNODESADDREMEDITSHOWELEMSADDREMEDITSHOWPTSADDREMEDITSHOWCRVSADDREMEDITSHOWSRFSADDREMEDITSHOWSOLIDSADDREMSHOWBETWEEN NODEBETWEEN POINTSELEMENT CLASSQUAD(4)CURVE TYPELINESURFACE TYPEQUADSOLID TYPEBLOCKCOORDINA
4、TE SYSTEMSET RECTANGULAR GRID CLEAR MESHCLEAR GEOMATTACHAUTOMESHCHANGE CLASSCHECKCONVERTDUPLICATEEXPANDMOVERELAXRENUMBERREVOLVESHELL EXPANDSOLIDSSTRETCHSUBDIVIDESWEEPSYMMETRY 检取GRID，使之变成红色，就变成了光栅显示状态，在图形区将显示出一个田字型的格栅，隐含格栅大小为1，点之间距离为，如下图所示。格栅尺寸的修改当格栅尺寸需要修改时，检取COORDINATE SYSTEM下的SET光钮，显现下图所示菜单。格栅大小用SI
5、ZE命令修改，纵、横二个方向别离指定，横方向的值先输入；距离由SPACING指定，纵、横二个方向别离指定。SIZE对SPACING比值不能太大。橙色的条目TYPE下边为坐标系的选择，隐含为RECTANGULAR（直角坐标），用户根据需要可选择CYLINDRICAL（柱坐标）和SPHERICAL（球坐标），用户还可 COORDINATE SYSTEMGRIDONSPACINGSIZING11TYPERECTANGULARCYLINDRICALSPHERICALORIGINSET XYZ0SET XY0SET Z0ALIGNRESETTRANSLATEROTATE激活栅格，能够概念局部坐标系，U、
6、V为局部坐标系的主轴。从头设置局部坐标系的原点和主轴方向时，可用SET XYZ，ALIGN，ROTATE等选项。节点的生成在MESH ENERATION菜单下方，有橙色的条款NODE，其右边依次为绿色的ADD、REM、EDIT、SHOW光钮，别离表示生成、删除、修改、确认节点，选取NODEADD后将移至格栅中心，按鼠标器左键，那么在该点周围有一红色“ ”表示已将该点生成为节点，注意现在只有格栅点才能被检取生成为节点，同理依次将格栅点（1，0，0）（1，1，0）（0，1，0）生成为节点，如以下图所示。生成的节点单元的生成法单元生成法1 单元的直接生成有二种方式，一种为节点已经存在的场合，另外一种
7、为已经存在格栅节点。当节点已经存在时，选取ELEMSADD，用鼠标器按逆时针的顺序检取节点，将移至节点周围，按，该节点变成黄色，按能够取消最近一次检取。将已生成的四个节点按逆时针依次检取后，即生成了以下图所示的单元。 生成的QUAD（4）单元单元几何类型的概念在绿色ELEMENT CLASS光钮右边有绿色的“QUAD（4）”表示当前MENTAT作成的单元几何形状类型为QUAD（4）（四节点四边形单元）。若是要生成由二节点组成的直线形单元，那么先检取ELEMENT CLASS，进入以下图所示的子菜单，检取LINE（2）并返回到MESH GENERATION菜单，检取ELEMSADD，然后检取节点
8、即可生成LINE（2）型单元。CHANGE CLASSCLASSESLINE (2)LINE (3)TRIA (3)TRIA (6)QUAD (4)QUAD (6)QUAD (8)QUAD (9)TETRA (4)TETRA (10)PENTA (6)PENTA (15)HEX (8)HEX (12)HEX (20)HEX (27)SPECIAL MODEELEMENTS命令操作的取消在单元生成的进程中，用静态菜单中的UNDO可将最近的操作取消，恢复到该操作前的状态。现在如再次按UNDO即恢复到上个UNDO操作前的状态。用CLEAR MESH那么将所有单元、节点删除。单元生成法2检取ELEMS
9、ADD，在格栅点上直接检取节点，被检取作为节点的格栅点周有“ ”，单元自动由检取的格栅点组成。关于QUAD（4）型的单元，持续四个节点被检取，自动形成一个单元。 节点位置的修改先检取NODEEDIT，选取要修改的节点，现在该节点呈黄色，移动到该节点新位置所在的格栅点周围，按。节点移动后，单元形状也发生了转变，以下图表示了节点4（左上角节点）位置修改前后的节点位置和单元形状。修改以前的节点位置 修改后的节点位置单元的删除检取ELEMSREM，将移至要删除的中心“”处，按，该单元的“”呈黄色，表示预备删除，最后将移至图形区，按确认。也可用动态菜单区下方有END LIST确认。节点的删除检取NODE
10、REM，将移至要删除节点周围，按，该节点即呈黄色，表示预备删除，最后将移至图形区，按确认，即排除该节点。另外也可用动态菜单区下方的END LIST进行确认。全数网格删除可用菜单中部的CLEAR MESH的命令将数据库中的单元、节点全数删除，如错误利用了该命令，可用UNDO恢复删除的单元、节点。网格生成方式2（几何实体转化为网格）操纵点的生成在格栅上生成几何实体操纵点PTSADD 将移至适合的光栅点，按将其检取为操纵点。 线的生成直线的生成CRVSADD 检取生成二个点，即生成一条直线，在CURVE TYPE指定线的类型，隐含为LINE。也能够在CRVSADD 命令以后，直接在格栅上检取组成直线
11、的点（犹如单元生成时节点的指定方式相类似）。由二个操纵点连线生成的直线MENTAT能够支持以下线类型： LINE（直线）CUBIC SPLINE（三次样条曲线） POLY LINE（多折线）BEZIER（Bezier曲线）NURB （Non Uniform Rational B-spline非等分B样条曲线）INTERPOLATE（插值曲线）COMPOSITE（复合曲线）FILLET（倒圆线）ARC（圆弧）CIRCLE（圆）用户依照具体结构可选择适当的线的类型。关于圆弧及圆，能够以最方便的方式进行概念，其中圆弧有5种方式：（1）输入中心点坐标、半径、起点角度、终点角度；（2）输入中心点坐标、起
12、点坐标、终点坐标；（3）输入中心点坐标、起点坐标、圆弧角度；（4）输入圆周上三个点的坐标；（5）圆弧终点的正切半径、圆弧角度。圆有以下二种概念方式：（1）输入圆心坐标及半径；（2）输入圆的坐标和圆周上1点的坐标。CUBIC SPLINE（三次样条曲线）的生成三次样条曲线是很重要的曲线类型，它以多条三次样条曲线逼近用户指定点，各条曲线之间滑腻连接。采纳CUBIC SPLINE产生曲线，必需先指定二个以上的操纵点，操纵点的指定与直线生成时一样。三次样条曲线的生成与与直线的区别在于三次样条曲线指定的点能够很多，而直线只需二点，因此用户要告知程序有多少个点，即指定终止后将移至图形区，用确认，表示操纵点
13、指定终止。POLY LINE（多折线）的生成多折线与三次样条曲线一样要指定二个以上的操纵点才能生成（操纵点的指定方式与三次样条曲线生成相同）。Bezier曲线的生成生成Bezier曲线必需指定必要的操纵点，操纵点的指定与三次样条曲线及多折线的方式相同。以下图为生成的Bezier曲线。圆弧、圆的生成以下图为圆弧及圆生成例子。有关的几何实体的输入方式由前述选择的概念方式相关。其它曲线下面介绍一下其它曲线的必要输入数据NURB曲线NURB曲线点数；曲线的阶次；NURB点的数据；节点的坐标（Homogeneous coordinates）；节点矢量（Knot Vector）。COMPOSITE（复合曲
14、线）组成复合曲线的一系列曲线。FILLET（倒角）倒角的两条直线倒角半径面的生成与曲线一样，面也能够转换为网格，面能够有多种类型，隐含为由四条直边组成的面，在MESH GENERATION菜单中检取光钮SURFACE TYPE能够有相应的子菜单，进行面类型的选取。QUAD（四边形面）BEZIER（Bezier曲面）DRIVEN（驱动曲面）NURB（NURB曲面）RULER（直纹曲面）SPHERE（球面）CYLINDER（圆柱面、圆锥面）SWEPT（扫描面）COONS（高斯面）INTERPOLATE（插值面）SKIN（蒙皮面）下面将详细介绍各类面及生成方式四边形面的生成四边形面是隐含的类型，其概
15、念方式最简单，只要输入四个操纵点的坐标值。Bezier曲面的生成Bezier曲面的概念必需输入U、V二个方向上的操纵点个数及操纵点列。DRIVEN SURFACE（驱动面）的生成 驱动面的概念必需指定被驱动的曲线（DRIVEN）及驱动曲线（DRIVE）。RULER SURFACE（直纹曲面）的生成直纹曲面为在二条曲线之间生成的曲面，因此必需指定二条曲线。SPHERE（球）面的生成 球面的生成必需输入球心坐标和半径的长度，半径的长度由键盘输入。CYLINDER （圆柱、圆锥）面的生成 圆柱、圆锥面的生成必需输入二端圆心坐标及半径，半径值须由键盘输入。SWEPT SURFACE（扫描面）的生成 扫
16、描面的生成必需输入二条曲线，即扫描线（SWEPT）及轨线（SWEEPING）。NURB SURFACE（NURB曲面）的生成 NURB曲面的生成是MENTAT能够生成曲面中最为复杂的，需要输入以下数据：u方向、v方向的NURB点数；u方向、v方向曲线的阶次；NURB的点列；节点的坐标；节点矢量。实体的生成请参见MENTAT命令参考手册。几何实体与网格的转换几何实体的生成概念方式在前面已作介绍，现要介绍将它们转换为网格的CONVERT工具。在此仅涉及convert处置功能中的几何实体转换为网格部份，其余部份将在后面再作详细介绍。在MESH GENERATION菜单中检取CONVERT光钮，进入以
17、下图所示的子菜单： CONVERTDIRECTION1010BIAS FACTOR00GEOMETRY/GEOMETRYCURVES TO POLYLINESSURFACES TO POLYQUADSGEOMETRY/MESHPOINTS TO NODESCURVES TO ELEMENTSSURFACES TO ELEMENTSGEOMETRY/MESHEDGES TO CURVESFACES TO SURFACESMESH/MESHEDGES TO ELEMENTSFACES TO ELEMENTSDIVISIONS用于概念在第一、二方向上的单元的划分数量。GEOMETRY/MESH几何实
18、体转换为网格PONITS TO NODES将控制几何点转换为单元节点。CURVES TO ELEMENTS将曲线转换为线状单元。SURFACES TO ELEMENTS将曲面转换为板状单元。操作顺序如下：转换类型光钮；M转换几何实体的选择；M选择的确认。M转换完成后，几何实体仍然存在。操作示范 给出一些网格生成的具体操作进程，命令的输入通过鼠标器来进行。鼠标器的左、中、右三个键别离用、表示，如前面加G即表示图形区操作，前面加M表示在菜单区操作。（例题1） 用直接法生成单元，先通过检取格栅点生成4个节点，后由4个节点组成一个单元。注意先进入MESH GENERATION菜单中。GRID M （O
19、N）GRID M (ON）使菜单上NODEADD MGRID变红，表示要显示格栅ND1， GND2， GND3， GND4， GND1， G表示用鼠标在，位置检取格栅点为节点ND1（节点1）ELEMSADD MND1 GND2 GND3 GND4 G (ELEMENT1)ND1 G将移至ND1（生成的节点1）处检取，选择ND1为单元第1个节点。ND4 G (ELEMENT1)检取了ND4后ELEMENT1（单元1）即已生成，图形区会显示出生成的单元。（例题2）将例题1生成的单元删除，从头生成单元ELEMSREM MELEMENT1 GELEMS-ADD MND1 GND2 GND4 G GND
20、3 GND4 G (ELEMENT1)利用已存在的节点生成单元，注意如仅删去单元，节点依然存在，要删去节点，必须先删去单元，然后再删去节点。用G可取消候补节点的指定。（例题3）将前面生成的节点、单元删除，从头生成单元CLEAR MESH MUNDO MUNDO MELEMS-ADD MND1， GCLEAR MESH将数据库中的节点、单元等全部删除。用UNDO命令可以将前一个命令执行结果消除，恢复到前一个命令执行前的状态。ND2， GND3， GND4， G (ELEMENT1)（例题4）将节点、单元全删除，在格栅上生成几何实体操纵点CLEAR MESH MPTS-ADD MPT1， GPT2
21、， GPT1， G为将移至， 格栅点附近，检取该点为控制点PT1。PT3， G（例题5）利用例题4生成的操纵点生成直线CRVSADD MPT1 GPT2 G (CRV1)PT2 GPT3 G (CRV2)（例题6）删除例题5生成的直线，并利用例题4生成的三个操纵点生成一条多折线CRVSREM MCVR1 G先将前面生成的曲线删除CVR2 GCURVETYPE MPOLYLINE M MCURVE TYPE更改CRVS-ADD MPT1 GPT2 G PT3 G (CRV1)检取了最后一个控制点后用G确认，也可以在静态图形区检取光钮END LIST，二者作用相同。（例题7）作一个圆CLEAR GEOM M
