Meshing is altijd beschouwd als de meest tijdrovende taak in de voorbewerkingsfase van de simulatie, en dat is ook zo. Echter, de complexe geometrie wordt beschouwd als de enige reden voor de lange netwerktijden. De taak wordt lastiger voor expliciete modellen waarin het zesvlaks netten de prioriteit heeft om instorting van elementen en modelstabiliteit tijdens het oplossen te voorkomen.
Het meschen kan ook complex zijn voor eenvoudige geometrieën. Eén zo’n scenario is hybride netten waarbij meerdere elemententopologieën betrokken zijn. Bekende voorbeelden zijn honingraatstructuren en civiele structuren met versterkingen. In zulke situaties kan het erg moeilijk zijn om handmatig knooppuntverbindingen te maken tussen elementen van verschillende topologieën.
Dit probleem kan aangepakt worden door Abaqus CAE, omdat het een geautomatiseerde hybride meshing functie biedt. Deze techniek vereist dat de gebruiker skins en stringers definieert voordat hij gaat meshen. Deze skins en stringers bieden ondersteuning voor het genereren van shell- en beam-elementen die op knooppuntlocaties samengesmolten worden met de onderliggende continuum solid-elementen. Het resultaat is een enkele hybride mesh die bestaat uit een driedimensionale matrix van continue vaste elementen, tweedimensionale schalen voor de huid en eendimensionale balken voor de verstevigingen.
In deze blog tonen we het stapsgewijze proces van dergelijke hybride netten in Abaqus CAE
We nemen het voorbeeld van een 3D Block Matrix in groen die twee skins heeft aan de boven- en onderkant in wit en vier stringers aan de verticale randen in rood.
STAP1: Definieer het 3D-blok en geef het een naam. Definieer de individuele materiaaleigenschappen voor de matrix, de huid en de langsliggers. Dit is de conventionele materiaaldefinitiemethode.
STAP2: Ga naar de eigenschappenmodule in CAE. Gebruik de gereedschappen zoals afgebeeld om een huid met twee gezichtssteunen en een langsligger met vier randsteunen te definiëren. Zodra ze klaar zijn, zouden ze moeten verschijnen in de geschiedenisstructuur.
STAP3: Definieer een massieve doorsnede voor de 3D matrix, een schaaldoorsnede voor de huid en een balkdoorsnede voor de langsliggers. Wijs deze secties toe aan de respectievelijke geometrieën met behulp van drie sectietoewijzingen. Gebruik de dikte- en balkdoorsnedeparameters waar nodig. Voor het gegeven probleem heb ik een schaal gebruikt met een dikte van 2mm en een offset in de juiste richting en een cirkelvormige balk met een straal van 1mm.
STAP4: Dit is belangrijke informatie die gemakkelijk over het hoofd wordt gezien. Definieer de balkoriëntatievector voor de langsliggers zoals hieronder getoond. Deze functie bevindt zich in de eigenschappenmodule. CAE vraagt de gebruiker om de “n1”-vector te definiëren die niet mag samenvallen met de richting van de balk. De “n1” wordt geprojecteerd op een vlak loodrecht op de langsliggers en wordt beschouwd als de richting van het maximale hoofdmoment van het doorsnedeprofiel.. In dit probleem is de globale Z de richting van de langsliggers. Globale X of globale Y kunnen genomen worden als handige definities van n1 als de doorsnede cirkelvormig is. In het geval van doorsneden zoals C-, I- of L-goten moet de n1-vector echter goed gedefinieerd worden om het kanaal correct in de ruimte te oriënteren.
STAP5: Render de geometrie om ervoor te zorgen dat de huid en de langsligger correct gedefinieerd zijn. Ga naar de onderdeelweergave-opties in het vervolgkeuzemenu “view” en vink de idealisatie-opties aan zoals afgebeeld.
Als alles correct is, zou het model er uit moeten zien zoals hieronder:
STAP6: Het model is nu klaar om te meshen. Het is een beetje voorwerk bij het meschen, maar nu hoeft de gebruiker zich geen zorgen meer te maken over het meschen van huid en stringer afzonderlijk en knooppuntconnectiviteit. Mesh gewoon de 3D matrix zoals gewoonlijk. De overeenkomstige netten voor de huid en stringer worden automatisch gedefinieerd en verbonden met de 3D-blokmatrix.
STAP7: Voer een query uit op elementen om alle elementtopologieën te zien. Voor dit model zijn de elementdetails als volgt. Het model is nu klaar voor verdere simulatiestappen.
