Сеткообразование всегда считалось наиболее трудоемкой задачей на этапе предварительной обработки моделирования, и это действительно так. Однако сложная геометрия считается единственной причиной длительной работы с сеткой. Задача становится более сложной для явных моделей, в которых шестигранное зацепление является приоритетным, чтобы избежать разрушения элементов и обеспечить стабильность модели во время решения.
Задача зацепления может быть сложной и для простой геометрии. Одним из таких сценариев является гибридное зацепление, в котором задействовано несколько топологий элементов. Частыми примерами являются сотовые конструкции и гражданские конструкции с армированием. В таких ситуациях бывает очень сложно вручную установить узловую связность между элементами различных топологий.
Эта проблема может быть решена в Abaqus CAE, поскольку он предлагает автоматизированную функцию гибридного зацепления. Эта техника требует от пользователя определения обшивок и стрингеров перед зацеплением. Эти оболочки и стрингеры обеспечивают поддержку генерации оболочечных и балочных элементов, которые в узловых точках соединяются с нижележащими сплошными элементами. В результате получается единая гибридная сетка, состоящая из трехмерной матрицы сплошных твердотельных элементов, двумерных оболочек для кожи и одномерных балок для усиления.
В этом блоге мы покажем пошаговый процесс создания такой гибридной сетки в Abaqus CAE
Возьмем пример трехмерной блочной матрицы зеленого цвета, которая имеет две обшивки сверху и снизу белого цвета и четыре стрингера на вертикальных гранях красного цвета.
ШАГ 1: Определите 3D-блок и дайте ему имя. Определите отдельные свойства материала для матрицы, обшивки и стрингеров. Это обычный метод определения материала.
ШАГ 2: Перейдите в модуль свойств в CAE. С помощью инструментов, как показано на рисунке, определите кожу с двумя торцевыми опорами и стрингер с четырьмя краевыми опорами. После этого они должны появиться в дереве истории.
ШАГ 3: Определите сплошное сечение для 3D-матрицы, сечение оболочки для кожи и сечение балки для стрингеров. Назначьте эти сечения соответствующим геометриям с помощью трех назначений сечений. Используйте параметры толщины и поперечного сечения балки по мере необходимости. В данной задаче я использовал оболочку толщиной 2 мм со смещением в соответствующем направлении и круглую балку радиусом 1 мм.
ШАГ 4: Это важная информация, которую легко пропустить. Определите вектор ориентации балки для стрингеров, как показано ниже. Эта функция находится в модуле свойств. CAE предложит пользователю определить вектор «n1», который не должен совпадать с направлением балки. Вектор «n1» проецируется на плоскость, нормальную к стрингерам, и принимается за направление главного максимального момента площади профиля сечения. В данной задаче глобальное Z является направлением стрингеров. В качестве удобных определений n1 можно взять либо глобальный X, либо глобальный Y, поскольку поперечное сечение является круговым. Однако в случае таких сечений, как C-канал, I-канал или L-канал, вектор n1 должен быть правильно определен, чтобы правильно ориентировать канал в пространстве.
ШАГ 5: Рендеринг геометрии, чтобы убедиться, что кожа и стрингеры определены правильно. Перейдите к параметрам отображения детали в выпадающем меню «Вид» и проверьте параметры идеализации, как показано на рисунке.
Если все правильно, модель должна выглядеть так, как показано ниже:
ШАГ 6: Теперь модель готова к зацеплению. Это небольшая работа по предварительному зацеплению, но теперь пользователю не нужно беспокоиться о зацеплении кожи и стрингеров по отдельности и об узловой связности. Просто создайте сетку 3D-матрицы, как обычно. Соответствующие сетки для кожи и стрингеров автоматически определяются и соединяются с матрицей 3D-блоков.
ШАГ 7: Выполните запрос к элементам, чтобы увидеть все топологии элементов. Для данной модели детали элементов приведены ниже. Теперь модель готова к дальнейшим шагам моделирования.
