发动机活塞销孔结构强度分析及改善(11)

此，网格数量应增加到结构的关键部位，在次要部位增加网格是不必要的，也是不经济的。划

分疏密不同的网格主要用于应力分析(包括静应力和动应力)，而计算固有特性时则趋于采用

较均匀的钢格形式。这是因为固有频率和振型主要取决于结构质量分布和刚度分布，不存在类

似应力集中的现象，采用均匀网格可使结构刚度矩阵和质量矩阵的元素不致相差太大，可减小

数值计算误差。同样，在结构温度场计算中也趋向于采用均匀网格。

(3 )单元阶次

许多单元都具有线性、二次和三次等形式，其二次和三次形式的单元称为高阶单元。选用高阶单元可提高计算精度，因为高阶单元的曲线或曲而边界能够更好地逼近结构的曲线和

曲而边界,且高次插值函数可更高精度地逼近复杂场函数，所以当结构形状不规则、应力分布

或变形很复杂时可以选用高阶单元。但高阶单元的节点数较多，在网格数量相同的情况下由高阶单元组成的模型规模要大得多，因此在使用时应权衡考虑计算精度和时间。

图2.4是一悬臂梁分别用线性和_次三角形单元离散时，其顶端位移随网格数量的收敛情况。可以看出，但网格数量较少时，两种单元的计算精度相差很大，

图2 .4不同阶次单元的收敛情况

这时采用低阶单元是不合适的。当网

格数量较多时，两种单元的精度相差并不

很大，这时采用高阶单元并不经济。例如在

离散细节时，由于细节尺寸限制，要求细节

附近的网格划分很密，这时采用线性单元更合适。

增加网格数量和单元阶次都可以提高计算精度。因此在精度一定的情况下，用高阶单元离散结构时应选择适当的网格数量，太多的网格并不能明显提高计算精度，反而会使计算时间大大增加。为了兼顾计算精度和计算量，同一结构可以采用不同阶次的单元，即精度要求高的重要部位用高阶单元，精度要求低的次要部位用低阶单元。不同阶次单元之间或采用特殊的过渡单元连接，或采用多点约束等式连接。

(4)网格质量

网格质量是指网格儿何形状的合理性。质量好坏将影响计算精度。质量太差的网格甚至会中止计算。直观上看，网格各边或各个内角相差不大、网格而不过分扭曲、边节点位于边界

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