MODÉLISATION HYBRIDE DANS ABAQUS CAE

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Le maillage a toujours été considéré comme la tâche la plus longue de la phase de prétraitement de la simulation, ce qui est également vrai. Cependant, la géométrie complexe est considérée comme la seule raison des longues heures de maillage. La tâche devient plus ardue pour les modèles explicites dans lesquels le maillage hexaédrique est la priorité pour éviter l’effondrement des éléments et la stabilité du modèle pendant la résolution.

Le travail de maillage peut également être complexe pour une géométrie simple. L’un de ces scénarios est un maillage hybride dans lequel plusieurs topologies d’éléments sont impliquées. Les structures en nid d’abeille et les structures civiles avec renforts en sont des exemples courants. Il peut être très difficile d’établir manuellement la connectivité nodale entre des éléments de topologies différentes dans de telles situations.

Abaqus CAE peut résoudre ce problème car il offre une fonction de maillage hybride automatisée. Cette technique exige que l’utilisateur définisse les peaux et les longerons avant le maillage. Ces peaux et ces longerons fournissent un support pour la génération d’éléments de coque et de poutre qui sont fusionnés aux points nodaux avec les éléments solides de continuum sous-jacents. Le résultat est un maillage hybride unique composé d’une matrice tridimensionnelle d’éléments solides continus, de coques bidimensionnelles pour la peau et de poutres unidimensionnelles pour les renforts.

Dans ce blog, nous montrerons le processus étape par étape d’un tel maillage hybride dans Abaqus CAE.

Nous prenons l’exemple d’un bloc matriciel 3D en vert qui a deux peaux en haut et en bas en blanc et quatre longerons sur les bords verticaux en rouge.

ÉTAPE 1 : Définissez le bloc 3D et donnez-lui un nom. Définissez les propriétés des matériaux individuels pour la matrice, la peau et les longerons. Il s’agit de la méthode conventionnelle de définition des matériaux.

ÉTAPE 2 : Accédez au module des propriétés dans l’IAO. Utilisez les outils comme indiqué pour définir une peau avec deux supports de face et un longeron avec quatre supports d’arêtes. Une fois cela fait, ils devraient apparaître dans l’arbre d’historique.

ETAPE3 : Définissez une section solide pour la matrice 3D, une section de coque pour la peau et une section de poutre pour les longerons. Assignez ces sections aux géométries respectives en utilisant trois assignations de section. Utilisez les paramètres d’épaisseur et de section transversale de poutre comme il convient. Pour le problème donné, j’ai utilisé une coque de 2 mm d’épaisseur et un décalage dans la direction appropriée, ainsi qu’une poutre circulaire de 1 mm de rayon.

ÉTAPE 4 : Il s’agit d’une information importante qu’il est facile d’omettre. Définissez le vecteur d’orientation de la poutre pour les longerons comme indiqué ci-dessous. Cette fonction se trouve dans le module des propriétés. CAE demandera à l’utilisateur de définir le vecteur « n1 » qui ne doit pas coïncider avec la direction de la poutre. Le vecteur « n1 » est projeté sur un plan normal aux longerons et est considéré comme la direction du moment maximal principal de l’aire du profil de la section transversale.. Dans ce problème, le Z global est la direction des longerons. Les vecteurs globaux X et Y peuvent être considérés comme des définitions pratiques de n1 car la section transversale est circulaire. Cependant, dans le cas de sections telles que le canal C, le canal I ou le canal L, le vecteur n1 doit être correctement défini afin d’orienter correctement le canal dans l’espace.

ÉTAPE 5 : Rendu de la géométrie pour s’assurer que la peau et le longeron sont correctement définis. Allez dans les options d’affichage de la pièce à partir du menu déroulant « Vue » et vérifiez les options d’idéalisation comme indiqué.

Si tout est correct, le modèle doit apparaître comme ci-dessous :

ETAPE 6 : Le modèle est maintenant prêt pour le maillage. C’est un peu de travail de pré-maillage mais maintenant l’utilisateur n’a pas besoin de se préoccuper du maillage de la peau et des longerons individuellement et de la connectivité nodale. Il suffit de mailler la matrice 3D comme d’habitude. Les maillages correspondants pour la peau et le limon sont automatiquement définis et connectés à la matrice de blocs 3D.

ETAPE7 : Lancez une requête sur les éléments pour voir toutes les topologies d’éléments. Pour ce modèle, les détails des éléments sont les suivants. Le modèle est maintenant prêt pour les étapes suivantes de la simulation.

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