A criação de malhas sempre foi considerada a tarefa mais demorada na fase de pré-processamento da simulação, o que também é verdade. No entanto, a geometria complexa é considerada a única razão para as longas horas de malha. A tarefa se torna mais assustadora para modelos explícitos nos quais a malha hexaédrica é a prioridade para evitar o colapso do elemento e a estabilidade do modelo durante a solução.
O trabalho de criação de malha também pode ser complexo para a geometria simples. Um desses cenários é uma malha híbrida na qual várias topologias de elementos estão envolvidas. Exemplos comuns são estruturas alveolares e estruturas civis com reforços. Nessas situações, pode ser muito difícil estabelecer manualmente a conectividade nodal entre elementos de diferentes topologias.
Esse problema pode ser resolvido pelo Abaqus CAE, pois ele oferece um recurso de malha híbrida automatizada. Essa técnica exige que o usuário defina as peles e as longarinas antes da criação da malha. Essas peles e longarinas fornecem suporte para a geração de elementos de casca e viga que são fundidos em locais nodais aos elementos sólidos contínuos subjacentes. O resultado é uma única malha híbrida que consiste em uma matriz tridimensional de elementos sólidos contínuos, cascas bidimensionais para a pele e vigas unidimensionais para os reforços.
Neste blog, mostraremos o processo passo a passo dessa malha híbrida no Abaqus CAE
Tomamos o exemplo de uma matriz de blocos 3D em verde que tem duas peles na parte superior e inferior em branco e quatro longarinas nas bordas verticais em vermelho.
ETAPA 1: Defina o bloco 3D e dê um nome a ele. Defina as propriedades individuais do material para a matriz, a pele e a longarina. Esse é o método convencional de definição de material.
ETAPA 2: Vá para o módulo de propriedades no CAE. Use as ferramentas conforme mostrado para definir uma pele com dois suportes de face e uma longarina com suporte de quatro bordas. Uma vez concluídos, eles devem aparecer na árvore de histórico.
PASSO 3: Defina uma seção sólida para a matriz 3D, uma seção de casca para a pele e uma seção de viga para as longarinas. Atribua essas seções às respectivas geometrias usando três atribuições de seção. Use os parâmetros de espessura e seção transversal da viga conforme apropriado. Para o problema dado, usei uma casca de 2 mm de espessura e deslocamento na direção apropriada e uma viga circular de 1 mm de raio.
ETAPA 4: Esta é uma informação importante que pode ser facilmente ignorada. Defina o vetor de orientação da viga para as longarinas, conforme mostrado abaixo. Esse recurso está no módulo de propriedades. O CAE solicitará que o usuário defina o vetor “n1”, que não deve coincidir com a direção da viga. O “n1” é projetado em um plano normal às longarinas e é considerado como a direção do momento máximo principal da área do perfil da seção transversal. Nesse problema, o Z global é a direção das longarinas. O X global ou o Y global podem ser considerados como definições convenientes de n1, pois a seção transversal é circular. No entanto, no caso de seções como canal C, canal I ou canal L, o vetor n1 deve ser definido adequadamente para orientar corretamente o canal no espaço.
ETAPA 5: Renderize a geometria para garantir que a pele e a longarina estejam definidas corretamente. Vá para as opções de exibição da peça no menu suspenso “view” e verifique as opções de idealização, conforme mostrado.
Se tudo estiver correto, o modelo deverá aparecer como abaixo:
ETAPA 6: O modelo está pronto para a criação de malha agora. É um pouco de trabalho de pré-malha, mas agora o usuário não precisa se preocupar com a malha da pele e da longarina individualmente e com a conectividade nodal. Basta fazer a malha da matriz 3D como de costume. As malhas correspondentes para a pele e a longarina são automaticamente definidas e conectadas à matriz de blocos 3D.
PASSO 7: Execute uma consulta sobre os elementos para ver todas as topologias de elementos. Para esse modelo, os detalhes do elemento são os seguintes. O modelo agora está pronto para as etapas seguintes da simulação.
