Siatkowanie zawsze było uważane za najbardziej czasochłonne zadanie w fazie wstępnego przetwarzania symulacji, co również jest prawdą. Jednak złożona geometria jest uważana za jedyną przyczynę długiego czasu siatkowania. Zadanie staje się bardziej zniechęcające w przypadku modeli jawnych, w których siatka sześciościenna jest priorytetem, aby uniknąć zapadania się elementów i stabilności modelu podczas rozwiązywania.
Zadanie siatkowania może być również złożone w przypadku prostej geometrii. Jednym z takich scenariuszy jest siatka hybrydowa, w której występuje wiele topologii elementów. Typowymi przykładami są konstrukcje o strukturze plastra miodu i konstrukcje cywilne ze wzmocnieniami. W takich sytuacjach ręczne ustanowienie łączności węzłowej między elementami o różnych topologiach może być bardzo trudne.
Problem ten może być rozwiązany przez Abaqus CAE, ponieważ oferuje on funkcję automatycznego siatkowania hybrydowego. Technika ta wymaga od użytkownika zdefiniowania skór i podłużnic przed zazębieniem. Skórki i podłużnice zapewniają wsparcie dla generowania elementów powłokowych i belkowych, które są łączone w miejscach węzłowych z leżącymi u ich podstaw ciągłymi elementami bryłowymi. Rezultatem jest pojedyncza siatka hybrydowa składająca się z trójwymiarowej macierzy ciągłych elementów bryłowych, dwuwymiarowych powłok dla skóry i jednowymiarowych belek dla wzmocnień.
Na tym blogu pokażemy krok po kroku proces takiego hybrydowego siatkowania w Abaqus CAE
Weźmiemy przykład matrycy blokowej 3D w kolorze zielonym, która ma dwie skórki na górze i na dole w kolorze białym oraz cztery podłużnice na pionowych krawędziach w kolorze czerwonym.
KROK 1: Proszę zdefiniować blok 3D i nadać mu nazwę. Proszę zdefiniować indywidualne właściwości materiału dla matrycy, poszycia i podłużnicy. Jest to konwencjonalna metoda definiowania materiału.
KROK 2: Przejść do modułu właściwości w CAE. Proszę użyć pokazanych narzędzi, aby zdefiniować poszycie z dwoma podporami czołowymi i podłużnicę z czterema podporami krawędziowymi. Po zakończeniu powinny one pojawić się w drzewie historii.
KROK 3: Proszę zdefiniować przekrój bryłowy dla matrycy 3D, przekrój powłoki dla poszycia i przekrój belki dla podłużnicy. Przypisać te przekroje do odpowiednich geometrii za pomocą trzech przypisań przekroju. Proszę odpowiednio użyć parametrów grubości i przekroju belki. W podanym problemie użyłem powłoki o grubości 2 mm i przesunięciu w odpowiednim kierunku oraz okrągłej belki o promieniu 1 mm.
KROK 4: Jest to ważna informacja, którą łatwo przeoczyć. Proszę zdefiniować wektor orientacji belki dla podłużnic, jak pokazano poniżej. Ta funkcja znajduje się w module właściwości. CAE poprosi użytkownika o zdefiniowanie wektora „n1”, który nie powinien pokrywać się z kierunkiem belki. Wektor „n1” jest rzutowany na płaszczyznę normalną do podłużnic i jest przyjmowany jako kierunek głównego maksymalnego momentu powierzchni profilu przekroju.. W tym przypadku globalny Z jest kierunkiem podłużnicy. Globalny X lub globalny Y można przyjąć jako wygodne definicje n1, ponieważ przekrój jest kołowy. Jednak w przypadku przekrojów takich jak kanał C, kanał I lub kanał L, wektor n1 powinien być odpowiednio zdefiniowany, aby prawidłowo zorientować kanał w przestrzeni.
KROK 5: Proszę wyrenderować geometrię, aby upewnić się, że poszycie i podłużnica są prawidłowo zdefiniowane. Proszę przejść do opcji wyświetlania części z rozwijanego menu „Widok” i zaznaczyć opcje idealizacji, jak pokazano.
Jeśli wszystko jest w porządku, model powinien wyglądać jak poniżej:
KROK 6: Model jest teraz gotowy do siatkowania. Jest to trochę pracy przed siatkowaniem, ale teraz użytkownik nie musi martwić się o siatkowanie skóry i podłużnicy indywidualnie oraz łączność węzłową. Wystarczy zazębić matrycę 3D jak zwykle. Odpowiednie siatki dla poszycia i podłużnicy są automatycznie definiowane i łączone z matrycą bloków 3D.
KROK 7: Proszę uruchomić zapytanie o elementy, aby zobaczyć wszystkie topologie elementów. W przypadku tego modelu szczegóły elementu są następujące. Model jest teraz gotowy do dalszych etapów symulacji.
