Хоча інші хлопці пояснювали теоретичні рамки, що стоять за обробкою мереж, практика помітно відрізняється, і вона зовсім не є автоматичною в галузях, де якість сітки є надзвичайно важливою, враховуючи, що результати аналізу кінцевих елементів охоплюють значну частину процесу розробки продукту.
Давайте спочатку розберемося, як робиться мережу:
Мережі для структурних доменів бувають трьох типів: 1D-мережа, 2D-мережа та 3D-мережа на основі типу елементів, які використовуються для з'єднання.
1D сітка: лінійний елемент
2D-з'єднання: елемент quad / tria
3D сітки: елементи гекса (цегла) / пента / тетра.
Яку сітку використовувати, тобто 1D, 2D або 3D, в першу чергу залежить від необхідної точності обчислення, обчислювальної вартості (часу, необхідного для вирішення проблеми) та співвідношення сторін домену . Найвище співвідношення сторін повинно бути більше 10 (як правило, великі пальці), щоб нехтувати розміром і шукати сітку низького розміру.
Дозволь пояснити.
Домен розміром 100X50X80 має всі порівнянні розміри, а найвище співвідношення сторін - 100/50 = 3. Тому 3D-елементи будуть використані для обшивки цієї частини.
Домен 100X50X8 має один розмір мізерно незначний, а найвище співвідношення сторін - 100/8 = 12. Тому будуть використовуватися 2D елементи. Деталь з листового металу є прекрасним прикладом цього.
Домен розміром 100X5X8 має два розміри, незначні, а найвище співвідношення сторін - 100/5 = 20. Тому будуть використовуватися 1D елементи. Зразком крокви служить приклад.
Після того, як ви вирішите тип елементів, які будуть використовуватися, якість зображення вступає в зображення. Щоб підтримувати якість, обробку сітки потрібно робити вручну .
Все програмне забезпечення для мереж постачається з автоматичною опцією, яка працює лише з деталями, що відображаються, і прямими гранями / блоками. Більшість пояснень в інших відповідях (відповідь @ відповіді Веса) пов'язані з тим, що робиться у фоновому режимі, щоб автоматиш працював.
Ідея тоді полягає в тому, щоб розділити ваш домен на кілька патчів і автоматизувати їх патчем за патчем і постійно забезпечувати зв'язок між патчами . Забезпечення підключення переважно автоматичне на основі перевірки на основі допуску. 1D-з'єднання в цих аспектах простіше.
Наступне - підтримувати сітку і симетрію. Сітчастий потік вказує на перетворення розмірів елементів. Коли вам доведеться представляти складну особливість, розмір елемента зміниться від більшого до меншого. Це не повинно відбуватися миттєво, а поступова зміна розміру має підтримуватися. Також симетричні деталі повинні мати симетричну сітку для підтримки цілісності результатів ЗЕД.
Всі вищезазначені моменти допоможуть у підтримці якості сітки. Однак, в програмному забезпеченні для мереж зазвичай передбачено перевірку якості сітки за допомогою декількох параметрів, які можна відрегулювати відповідно до потреби. Остаточна перевірка якості та підключення є важливою для забезпечення результатів якості ЗЕД.
Деякі якості, які очікуються від хорошої сітки:
з 1D сітки
- Немає проблем із підключенням вузлів
- Немає повторюваних елементів
- Витримуйте мінімальну та максимальну довжину
від 2D / 3D-сітки
- Менший ніж 5 градусний кут нахилу {обчислюється шляхом ділення квадра на дві тріади та знаходження кута між двома площинами, які утворюють тріади}
- Співвідношення сторін менше 5 {ділення сторони максимальної довжини елемента на сторону мінімальної довжини елемента.}
- Кут нахилу більше 60 градусів {мінімальний кут між вектором від кожного вузла до протилежної середини і вектором між двома сусідніми середніми сторонами на кожному вузлі елемента. Повідомляється про дев'яносто градусів мінус знайдений мінімальний кут.}
- Якобійське більше 0,7 {Якобійське відношення - це міра відхилення заданого елемента від ідеально сформованого елемента. Якобійське значення коливається від -1,0 до 1,0, де 1,0 являє собою ідеально сформований елемент. Ідеальна форма для елемента залежить від типу елемента.}
- Триа елементи з кутом між 20 і 120 градусами
- Квадратні елементи з кутом від 45 до 135 градусів
- Витримуйте мінімальну та максимальну довжину
- З'єднання елементів
- Менше 10% триа елементів у 2D-сітці
- 2D-нормальні елементи, орієнтовані в одному напрямку для певної частини.
- Зрушення тета для елементів тетри {Визначається як відстань вузла від протилежної грані, поділене на площу грані, помножену на 1,24}
з усієї сітки
- Нумерація вузлів та елементів належним чином у визначених діапазонах
- Мінімальне відхилення від геометрії та відхилення підкріплене звукоінженерним судженням.
- Спеціальні з'єднання між різними типами (1D / 2D / 3D) елементів, визначених правильно.
Однак усі ці параметри якості можуть змінюватися залежно від типу аналізу, необхідної точності, інструкцій компанії та обчислювальної вартості.
Чому ці продукти не автоматизовані:
Аналіз кінцевих елементів вимагає правильної сітки для отримання правильних результатів. Цю правильність неможливо визначити за допомогою кількох параметрів, і навіть тоді вони будуть суперечливими.
Знову для різних типів аналізів визначення якості сітки може бути різним.
Матеріальна, геометрична та контактна нелінійність ще більше ускладнюють вимоги, визначаючи хорошу сітку.
Одне початкове блокування перешкод, яке я спостерігав, використовуючи функцію automesh, - це неправильне подання геометрії для підтримки якості сітки в інших аспектах. Обидва вони важливі. Крім того, представлення геометрії може бути спрощене за допомогою хороших інженерних суджень, які важко автоматизувати, оскільки воно змінюється залежно від конкретного випадку.
Наприклад, Hypermesh - це дуже популярний комерційний пакет мереж від Altair Engineering, у якому є програма Batchmesher, яка робить мережу для вас. Однак він не підтримує належних геометричних відхилень та з'єднань між елементами для складних деталей.
tl; dr:
Ось як мережу роблять професійно
- Вирішіть, яку сітку використовувати
- Розв’яжіть патч деталі патчем та забезпечте належне з'єднання
- Підтримуйте сітку та симетрію
- Зробити всі перевірки якості та забезпечити якість
- Забезпечте належне підключення
- Перевірте відхилення геометрії та кінцеву масу елементів
- Надайте модель аналітикам, які можуть знову перекреслити певні ділянки залежно від вимог до аналізу.
PS: Я новачок на цьому форумі, і це одна з перших моїх перших відповідей, на яку я доклав багато зусиль. Я дуже вдячний, якщо отримаю відгуки. У мене є кілька відповідей Quora щодо роботи в мережі та FEA, де ці пункти детально пояснені графікою. [Практичний аналіз кінцевих елементів]