李跃超

本文结合SolidWorks Simulation软件中单元的技术特点与网格划分的规则，阐述了结构有限元分析中常见的单元类型和力学模型，并在此基础上讨论了仿真分析中单元的选取技术和网格的离散规则，为得到准确的有限元仿真结果提供了技术参考。

一、引言

有限元法解决工程实际问题一般包括前处理、计算和后处理三部分。其中前处理部分的工作量占整个分析过程工作量的40%～50%，后处理过程占45%～55%，而计算只占5%左右。计算和后处理过程是建立在前处理过程的基础上的，因此有限元的前处理过程相当重要。在有限元的前处理过程中，进行的主要工作是划分网格。网格划分的好坏直接关系到计算与分析的结果，是有限元分析的关键。SolidWorksSimulation用四面体实体单元、三角形壳单元分别划分实体与面几何信息，只有这两种网格单元才能对几乎任何几何实体或面进行可靠的网格划分。

二、SolidWorks Simulation网格特点

SolidWorksSimulation是一款基于三维设计软件SolidWorks界面的有限元仿真分析软件。根据模型几何特点并考虑设计工程师对操作速度的要求，Simulation中对网格分为五种基本单元类型：实体单元、壳单元、梁（杆）单元和2D单元。其他如接触单元、刚性杆单元等存在于软件内核中，使用者不需要直接操作此类单元。

1.实体单元

Simulation中的3D实体单元分为两种类型：一阶四面体单元也称为【草稿品质】，二阶四面体单元称为【高品质】。

一阶四面体单元在实体内沿着面和边缘模拟一阶线性位移场，即一阶单元。每一个一阶四面体单元共有四个节点，分别对应四面体的四个角点。……