Zatímco ostatní vysvětlili teoretický rámec záběru, praxe je výrazně odlišná a není vůbec automatická v průmyslových odvětvích, kde je kvalita sítě nanejvýš důležitá, protože výsledky analýzy konečných prvků pokrývají velkou část vývoje produktu procesu.
Nejprve pochopíme, jak se provádí vytváření sítí:
Síťování pro strukturální domény je tří typů: 1D síťování, 2D síťování a 3D síťování na základě typu prvků použitých pro vytváření sítí.
-
1D vytváření sítí: lineární prvek
-
2D vytváření sítí: prvek quad / tria
-
3D síťování: prvky hexa (cihla) / penta / tetra.
Která síť se má použít, tj. 1D, 2D nebo 3D, je primárně závislá na požadovaná přesnost výpočtu, výpočetní náklady (čas potřebný k vyřešení problému) a poměr stran domény . Nejvyšší poměr stran by měl být více než 10 (obecně platí palec), abyste zanedbali dimenzi a vybrali síť s nízkou dimenzí.
Dovolte mi vysvětlit.
-
Doména, která má velikost 100 x 50 x 80, má všechny srovnatelné rozměry a nejvyšší poměr stran je 100/50 = 3. Proto budou k propojení této části použity 3D prvky.
-
Doména, která má velikost 100 x 50 x 8, má jednu dimenzi zanedbatelnou a nejvyšší poměr stran je 100/8 = 12. Proto budou použity 2D prvky. Dokonalým příkladem toho je plechová součást.
-
Doména, která má velikost 100 x 5 x 8, má dva rozměry zanedbatelné a nejvyšší poměr stran je 100/5 = 20. Proto budou použity 1D prvky. Jako příklad slouží sestava příhradového nosníku.
Jakmile se rozhodnete, jaký typ prvků se má použít, zobrazí se kvalita prvku. Chcete-li zachovat kvalitu, musí být vytváření sítí prováděno ručně .
Veškerý síťový software je dodáván s možností automesh, která funguje pouze s mapovatelnými součástmi a rovnými plochami / bloky. Většina vysvětlení v jiných odpovědích (zejména odpověď @ Wese) souvisí s tím, co se děje na pozadí, aby automatizace fungovala.
Myšlenkou tedy je rozdělit vaši doménu na více oprav a automatizovat je opravou po opravě a průběžně zajišťovat spojení mezi opravami . Zajištění připojení je většinou automatické na základě kontroly založené na toleranci. 1D síťování je v těchto aspektech snazší.
Další věcí je udržovat tok a symetrii sítě. Tok sítě označuje transformaci velikostí prvků. Pokud musíte představovat složitý prvek, velikost prvku se změní z větší na menší. To by se nemělo stát bleskově a je třeba zachovat postupnou změnu velikosti. Symetrické části by také měly mít symetrickou síť, aby byla zachována integrita výsledků z FEA.
Všechny výše uvedené body pomohou zachovat kvalitu sítě. Software pro vytváření sítí však obvykle obsahuje opatření ke kontrole kvality sítě pomocí několika parametrů, které lze upravit podle požadavků. Pro zajištění kvalitních výsledků z FEA je nezbytná závěrečná kontrola kvality a konektivity.
Některé vlastnosti očekávané od dobrého oka:
od 1D oka
- Žádný problém s připojitelností uzlů
- Žádné duplicitní prvky
- Udržujte minimální a maximální délku
ze sítě 2D / 3D
- Úhel warpage méně než 5 stupňů {vypočítaný rozdělením čtyřkolky na dvě tria a nalezení úhlu mezi dvěma rovinami, které trias tvoří}
- Poměr stran menší než 5 {dělení strany maximální délky prvku na stranu minimální délky prvku.}
- Úhel sklonu více než 60 stupňů {minimální úhel mezi vektorem z každého uzel k protilehlé střední straně a vektor mezi dvěma sousedními středními stranami v každém uzlu prvku. Uvádí se devadesát stupňů minus nalezený minimální úhel.}
- Jacobian více než 0,7 {Jacobian ratio je měřítkem odchylky daného prvku od ideálně tvarovaného prvku. Jacobská hodnota se pohybuje
od -1,0 do 1,0, kde 1.0 představuje dokonale tvarovaný prvek. Ideální tvar prvku závisí na typu prvku.}
- Tria prvky s úhlem mezi 20 a 120 stupni
- Quad prvky s úhlem mezi 45 a 135 stupni
- Udržovat minimální a maximální délku
- Konektivita prvků
- Méně než 10% tria prvků ve 2D mřížce
- Normály 2D prvků orientované stejným směrem pro konkrétní části.
- Sbalení tetování pro prvky tetra {Definováno jako vzdálenost uzlu od protilehlé plochy děleno plochou plochy vynásobenou 1,24}
ze všech sítí
- Správné číslování uzlů a prvků v definovaných rozsazích
- Minimální odchylka od geometrie a odchylka podporovaná úsudkem zvukového inženýrství.
- Speciální spojení mezi různými typy (1D / 2D / 3D) prvků správně definovaných.
Všechny tyto parametry kvality se však mohou lišit v závislosti na typu analýzy, požadované přesnosti, společnosti pokyny a výpočetní náklady.
Wh y tyto položky nejsou automatizované:
Analýza konečných prvků vyžaduje pro správné výsledky správnou síť. Tuto správnost nelze definovat pomocí několika parametrů ai přesto si budou odporovat.
Opět platí, že u různých typů analýz se definice kvality sítě může lišit.
Nelinearita materiálu, geometrie a kontaktu ještě více komplikuje požadavky při definování dobré sítě.
Jedním z prvních překážek, které jsem pomocí funkce automesh pozoroval, je nesprávné znázornění geometrie, aby byla zachována kvalita sítě v dalších aspektech. Oba jsou důležité. Reprezentaci geometrie lze také zjednodušit dobrým technickým úsudkem, který je obtížné automatizovat, protože se liší případ od případu.
Například Hypermesh je velmi populární komerční síťový balíček od Altair Engineering, který má aplikaci Batchmesher, která za vás provede síťování. Nedokáže však zachovat správné geometrické odchylky a spojení mezi prvky pro složité součásti.
tl; dr:
Takto se profesionálně provádí vytváření sítí
- Rozhodněte se, jaký druh sítě se má použít.
- Síťujte součásti podle jednotlivých oblastí a zajistěte správná připojení.
- Zachovat tok a symetrii sítě
- Proveďte všechny kontroly kvality a zajistěte kvalitu
- Zajistěte správné připojení
- Zkontrolujte odchylky geometrie a hmotnost konečných prvků
- Poskytněte model analytikům, kteří mohou znovu - propojit určité oblasti v závislosti na požadavcích na analýzu.
PS: Jsem v tomto fóru nová a toto je jedna z mých prvních odpovědí, které jsem dal hodně úsilí. Opravdu bych ocenil, kdybych dostal zpětnou vazbu. Mám několik odpovědí Quora na síťování a FEA, kde jsou tyto body vysvětleny podrobně s grafikou. [Praktická analýza konečných prvků]