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(1) 網(wǎng)格的劃分

ANSYS在前處理方面功能強大，而在劃分網(wǎng)格方面尤其是對于復雜模型，其能力 遠不如HyperMesh。HyperMesh創(chuàng)建三維網(wǎng)格的基本步驟分為兩大步，它的基本思想是 三維實體都是由面組成的，則首先可以通過切分實體改變面的拓撲結(jié)構(gòu)來生成髙質(zhì)量的 面單元，然后再對已有的二維網(wǎng)格通過掃描、掃掠等方法生成三維實體單元。且與 ANSYS有所不同的是，HyperMesh中為先劃分網(wǎng)格再設置單元類型和材料屬性。

本文將在SoildWorks中建立的簡化模型導入HyperMesh中，首先修復拓撲狀態(tài)顯示 下出現(xiàn)的不正確的連接關系或者間隙，對實體做線或面分割，盡量將模型分割為規(guī)則的 實體以便劃分四面體或六面體網(wǎng)格。網(wǎng)格劃分后，調(diào)用Hyper Mesh自身的網(wǎng)格質(zhì)量檢 查功能進行網(wǎng)格連續(xù)性檢査和單元質(zhì)量檢査，從而獲得較好質(zhì)量的網(wǎng)格。另外網(wǎng)格的密 度也不是越高越好，對于尺寸較大的部件，如床身立柱等，可設置較大的單元大小，對 于尺寸較小部件的則可劃分更為精密的網(wǎng)格。

(2) 單元類型的設置

選擇恰當?shù)膯卧愋陀兄谔岣哂嬎阈屎头治鼋Y(jié)果的準確性。該機床的床身、立 柱、主軸箱、立滑板結(jié)構(gòu)形狀復雜，因此可以選用soHd45和solidl85實體單元，它們 都是8節(jié)點六面體單元，每個節(jié)點有x、y、z三個方向的3個自由度，具有節(jié)點少，計 算精度高、效率高等優(yōu)點，同時，它們都可以退化為四面體和棱柱體，但退化后的單元 會影響計算結(jié)果的精度，在計算量允許的情況下，優(yōu)選solidl85實體單元，它是solid45 實體單元的高階形式。該仿真計算所用的計算機容量足夠大，故設置單元類型為 solid 185。

這里值得注意的是,10節(jié)點四面體單元和8節(jié)點六面體單元都具有很高的計算精度， 它們的區(qū)別在于四面體單元的節(jié)點個數(shù)多，可以很容易的劃分各種復雜結(jié)構(gòu)，但計算規(guī) 模大，而六面體單元節(jié)點個數(shù)少，計算量小，但是有些復雜的結(jié)構(gòu)很難劃分出好的六面 體單元，容易產(chǎn)生退化，因此在選用實體單元時，應綜合考慮結(jié)構(gòu)特性，計算精度和計 算量等因素。

另外，絲杠雖然是細長結(jié)構(gòu)，可采用beam梁單元簡化模型，但研究表明采用beam 單元會產(chǎn)生較大的計算誤差^[8〇1，故絲杠的單元類型亦設置為solidl85。

(3) 材料屬性的設置

在網(wǎng)格劃分完成之后設置部件的材料屬性。結(jié)構(gòu)大件、電機座、軸承座和螺母座的 材料是鑄鐵HT300,絲杠、絲杠螺母的材料是高性能優(yōu)質(zhì)鋼8620H;主軸屈于山幾種不 同材料的部件組成的復合構(gòu)件，其密度用等效密度來替代，彈性模最和泊松比則按其材 料來近似定義。表2.1是SGM50A臥式加工中心主要零部件的材料屈性。