(1) 网格的划分

ANSYS在前处理方面功能强大，而在划分网格方面尤其是对于复杂模型，其能力 远不如HyperMesh。HyperMesh创建三维网格的基本步骤分为两大步，它的基本思想是 三维实体都是由面组成的，则首先可以通过切分实体改变面的拓扑结构来生成髙质量的 面单元，然后再对已有的二维网格通过扫描、扫掠等方法生成三维实体单元。且与 ANSYS有所不同的是，HyperMesh中为先划分网格再设置单元类型和材料属性。

本文将在SoildWorks中建立的简化模型导入HyperMesh中，首先修复拓扑状态显示 下出现的不正确的连接关系或者间隙，对实体做线或面分割，尽量将模型分割为规则的 实体以便划分四面体或六面体网格。网格划分后，调用Hyper Mesh自身的网格质量检 查功能进行网格连续性检査和单元质量检査，从而获得较好质量的网格。另外网格的密 度也不是越高越好，对于尺寸较大的部件，如床身立柱等，可设置较大的单元大小，对 于尺寸较小部件的则可划分更为精密的网格。

(2) 单元类型的设置

选择恰当的单元类型有助于提高计算效率和分析结果的准确性。该机床的床身、立 柱、主轴箱、立滑板结构形状复杂，因此可以选用soHd45和solidl85实体单元，它们 都是8节点六面体单元，每个节点有x、y、z三个方向的3个自由度，具有节点少，计 算精度高、效率高等优点，同时，它们都可以退化为四面体和棱柱体，但退化后的单元 会影响计算结果的精度，在计算量允许的情况下，优选solidl85实体单元，它是solid45 实体单元的高阶形式。该仿真计算所用的计算机容量足够大，故设置单元类型为 solid 185。

这里值得注意的是,10节点四面体单元和8节点六面体单元都具有很高的计算精度， 它们的区别在于四面体单元的节点个数多，可以很容易的划分各种复杂结构，但计算规 模大，而六面体单元节点个数少，计算量小，但是有些复杂的结构很难划分出好的六面 体单元，容易产生退化，因此在选用实体单元时，应综合考虑结构特性，计算精度和计 算量等因素。

另外，丝杠虽然是细长结构，可采用beam梁单元简化模型，但研究表明采用beam 单元会产生较大的计算误差^[8〇1，故丝杠的单元类型亦设置为solidl85。

(3) 材料属性的设置

在网格划分完成之后设置部件的材料属性。结构大件、电机座、轴承座和螺母座的 材料是铸铁HT300,丝杠、丝杠螺母的材料是高性能优质钢8620H;主轴屈于山几种不 同材料的部件组成的复合构件，其密度用等效密度来替代，弹性模最和泊松比则按其材 料来近似定义。表2.1是SGM50A卧式加工中心主要零部件的材料屈性。