网格划分对于低碳钢试样有限元分析结果的影响

张艳华 李真真 李坤

摘   要：网格划分就是把模型分成很小的单元，作为有限元分析前处理的重中之重，网格划分与计算目标的匹配程度、网格的质量好坏，决定了后期有限元计算的质量。以低碳钢压缩实验为例，使用SolidWorks软件的Simulation插件，采用三种不同的网格划分精度对压缩试样进行静应力分析，通过比较，得出的结论可解决学生对于网格划分方面问题的疑惑。分析结果有一定的参考价值。

关键词：网格划分  低碳钢试样  有限元分析  SolidWorks

中图分类号：G64                                    文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2020）06（a）-0066-02

网格划分就是把模型分成很多小的单元。有限元网格划分是进行有限元数值模拟分析至关重要的一步，直接影响着后续数值计算分析结果的准确性[1]。本文运用SolidWorks软件的Simulation插件对低碳钢的压缩进行数值模拟，并通过设置不同的网格参数进行比较分析，得到的结果对于网格划分的理解有一定的参考价值。

1  低碳钢试样

分析采用的试样为低碳钢Q235B，φ19mm×45mm的圆柱试样。Q235B材料的屈服强度为235MPa通过力学公式可计算出直径为19mm时的屈服载荷应为：

2  有限元分析

根据压缩试样的直径和长度尺寸，在SolidWorks软件中建立数学模型。打开simulation模块，新建静应力分析算例。

2.1 材料的设置

关于模型材质的设定，通常有两种方式：一种是从SolidWorks的材料库中选取，另一种是通过用户自定义的方式来完成[2]。材料Q235B钢在材料库中没有，需自定义（弹性模量2.0×1011，泊松比0.3，质量密度7850kg/m3，屈服强度235MPa）。

2.2 边界条件的设置

下表面施加固定几何体约束，上表面施加垂直向下的小于屈服载荷的载荷50000N。……