Ansys разбиение модели на конечные элементы Краткое руководство пользователя
|
Скачать 1.14 Mb.
|
ANSYSРазбиение модели на конечные элементы Краткое руководство пользователяЕкатеринбург, 2001Содержание
1.1. Свободное или контролируемое разбиение?…………………………………………… 4
2.1 Построение таблицы атрибутов элементов……………………………………………… 5 2.2. Присвоение атрибутов элементам……………………………………………………….. 7 2.3. Непосредственное присвоение атрибутов для объектов твердотельной модели…….. 7 2.4. Присвоение атрибутов по умолчанию…………………………………………………... 8 3. Контроль разбиений………………………………………………………………………….. 8 3.1. Форма элементов………………………………………………………………………….. 9 3.2 Выбор свободного или контролируемого разбиения…………………………………… 12 3.3. Контроль размещения срединных узлов……………………………………………….. 13 3.4. Управление размерами элементов для свободного разбиения………………………… 13 3.4.1. Преимущества управления размерами………………………………………………… 14 3.5 Установка других методов контроля разбиений………………………………………… 16 3.5.1 Размер элемента по умолчанию для контролируемого разбиения………………….. 17 3.6. Локальный контроль разбиений………………………………………………………… 19 3.7. Внутренний контроль разбиений……………………………………………………….. 21 3.7.1. Управление расширением разбиения…………………………………………………. 22 3.7.2. Управление переходной сеткой……………………………………………………….. 23 3.7.4. Управление усовершенствованием тетраэдрических элементов……………………. 30 3.8. Создание переходных элементов пирамиды…………………………………………. 31 3.8.1 Ситуации, в которых ANSYS может создавать переходные элементы пирамиды… 31 3.8.2 Предпосылки для автоматического создания переходных элементов типа пирамиды………………………………………………………. 32 3.9 Преобразование вырожденных тетраэдрических элементов к их первоначальной (не вырожденной) форме…………………………………………………………… 34 3.9.1 Преимущества преобразования вырожденных тетраэдрических элементов……….. 34 3.9.2 Выполнение преобразования……………………………………………………………. 35 3.9.3 Другие характеристики преобразования вырождения тетраэдрические элемента….. 37 3.10. Определение слоев разбиения………………………………………………………… 38 3.10.1 Установка средств управления разбиением слоев в интерфейсе…………………….. 39 3.10.2 Печать параметров разбиения слоев на линиях………………………………………… 42 4 Средства управления, используемые для свободного и масштабированного разбиения.… 42 4.1 Свободное разбиение………………………………………………………………….… 42 4.1.1 Разбиение поверхности типа лопасти, и элемент TARGE 170…………………………. 44 4.2 Масштабированное разбиение……………………………………………………………… 45 4.2.1 Масштабированное разбиение поверхностей………………………………………….… 45 4.3. Контролируемое разбиение объемов……………………………………………………… 53 4.2.3 Некоторые замечания о связанных линиях и поверхностях…………………………… 58 5. Разбиение твердотельных моделей…………………………………………………………… 60 5.1 Разбиения с использованием команд [xMESH]………………………………………… 61 5.2 Разбиение балочных элементов с узлами ориентации………………………………………………………………………………………... 61 5.2.1 Как ANSYS определяет местоположение узлов ориентации…………………………. 62 5.2.2 Преимущества разбиения балок с узлами ориентации…………………………………. 62 5.2.3 Разбиения балок с узлами ориентации…………………………………………………... 63 5.2.4 Примеры разбиений балок с узлами ориентации……………………………………….. 65 5.2.5 Другие соображения для разбиения балки с узлами ориентации ……………………… 68 5.3 Генерация разбиения объемов от граней ………………………………………………….. 69 5.4 Дополнительные соображения по использованию команды xMESH ………………. 70 5.5 Генерация разбиения объемов способом вытягивания……………………………………. 71 5.5.1 Преимущества вытягивания объемов …………………………………………………… 71 5.5.2. Что делать перед вытягиванием объема……………………………………………… 72 5.5.3 Вытягивание объема …………………………………………………………………. 78 5.5.4 Стратегия ухода от ошибок формы элементов при вытягивании объема. ……….. 80 5.5.5 Другие характеристики вытягивания объема. …………………………………………. 84
проверяет существующие элементы………………………………………………………….. 94
7. Некоторые замечания и предостережения
8. Адаптивное разбиение . 105 8.1 Что такое адаптивное разбиение?………………………………………………………….. 105 8.2 Предпосылки для адаптивного разбиения………………………………………………. 105 8.3. Как использовать адаптивное разбиение: основная процедура………………………… 107 8.4 Изменение основной процедуры………………………………………………………….. 108 8.4.1 Выборочная адаптация…………………………………………………………………… 108 8.4.2 Настройки макроса ADAPT с пользовательскими подпрограммами…………………..110 8.4.2.2 Создание подпрограммы граничных условий (ADAPTBC.MAC)……………………112
8.5 Руководящие принципы для адаптивного разбиения ……………………………………..114 8.6 Пример задачи с адаптивным разбиением………………………………………………….117
Процедура генерации узлов и элементов состоит из трех основных шагов:
Второй шаг – установка контроля разбиений не является необходимой, так как контроль разбиений по умолчанию подходит для многих моделей. Если не установлен контроль разбиений, программа будет использовать установки по умолчанию в команде DESIZE для режима свободного разбиения. В качестве альтернативы вы можете использовать опцию SMARTSIZE для более тонкого свободного разбиения.
Перед разбиением модели и даже перед построением модели важно подумать о том, какое разбиение, свободное или контролируемое больше подойдет для вашей модели. Свободное разбиение не имеет ограничений в форме элементов и не имеет специальных требований для их применения. По сравнению со свободным разбиением, контролируемое разбиение ограничивает форму элементов. Контролируемое разбиение поверхности содержит только четырехугольные или треугольные элементы, разбиение объемов содержит только гексагональные элементы. В дополнение, контролируемое разбиение содержит регулярную сетку, с равными рядами элементов. Если вы хотите получить этот тип сетки, вы должны строить геометрию модели как серию регулярных объемов или поверхностей, что соответствует контролируемому разбиению.   Рис.1.1 Свободное и контролируемое разбиение Вы можете воспользоваться командой MSHKEY или эквивалентом в интерфейсе для выбора свободного или контролируемого разбиения.
Перед генерацией узлов и элементов вы должны определить атрибуты элементов:
Для разбиения балочных элементов необходимо ввести еще дополнительную точку ориентации, как атрибут линии, если в этом есть необходимость.
Для присвоения атрибутов элементам вы должны сначала построить таблицу атрибутов элементов. Типичные модели включают тип элемента (команда ET), реальные константы (команда R), свойства материала (семейство команд MP или TB). Еще может вводиться таблица координатных систем элементов командами LOCAL, CLOCAL. Эта таблица может использоваться для соответствия элементов координатным системам. Для балочных элементов типа BEAM188 и BEAM189 вводятся тип сечения и его размеры с помощью команд SECTYPE и SECDATA. Действия в интерфейсе приведены в таблице.
Таблица атрибутов элементов может быть представлена в виде, приведенном на рис. 2.1    TYPE REAL MAT ESYS SECNUM   Рис. 2.1 Таблица атрибутов элементов Вы можете распечатать содержимое таблицы элементов
После построения таблицы атрибутов вы можете присвоить соответствующие атрибуты элементам в различных частях модели путем проставления «точек». Точки являются просто набором ссылочных номеров, включающих номер материала (MAT), номер набора реальных констант (REAL), номер типа элемента (TYPE), номер системы координат (ESYS), для балочных элементов типа BEAM 188 и BEAM 189 номер поперечного сечения. Вы можете присвоить атрибуты непосредственно, выбирая объекты модели, или определяя отсутствующие атрибуты, которые будут использоваться для построения элементов. Замечание: Как отмечалось раньше, хотя вы можете присвоить точки ориентации как атрибуты линии для разбиения на балочные элементы, вы не можете построить таблицу точек ориентации. Тем не менее, присваивая точку ориентации в качестве атрибута, вы должны вначале выделить линию, затем указать точку ориентации. 2.3. Непосредственное присвоение атрибутов для объектов твердотельной модели Присвоение атрибутов элементам для объектов твердотельной модели позволяет вам предопределить атрибуты каждого региона вашей модели с помощью использования следующих методов.
2.4. Присвоение атрибутов по умолчанию. Вы можете присвоить набор атрибутов по умолчанию путем простановки «точек» для различных объектов в таблице атрибутов. Это означает, что во время построения элементов (в процессе разбиения) используется программа присвоения атрибутов из таблицы к элементам. Атрибуты, которые были присвоены непосредственно некоторым объектам твердотельной модели, будут заменяться атрибутами по умолчанию. Методы присвоения атрибутов по умолчанию приведены в таблице.
В некоторых случаях программа выбирает правильный тип элемента для разбиения или для операций вытягивания, исключая необходимость ручного переключения типов элементов. Если вы упустили непосредственное присвоение типа элемента (семейство команд вида [xATT]) и тип элементов по умолчанию не соответствует размерности той операции, которую вы хотите провести, но есть только один правильный тип элемента, определенный в таблице атрибутов, программа будет использовать этот тип элемента.
В ANSYS контроль разбиений может проводиться по умолчанию. Но если вы используете контроль разбиений, вы должны установить его перед процедурой разбиения вашей модели. Контроль разбиений позволяет вам установить такие факторы, как форма элементов, расположение срединных узлов, и размер элементов. Этот шаг является одним из наиболее важных, влияющий на точность и экономичность решения. Инструменты разбиений (Meshtool) в ANSYS (MAIN MENU > PREPROCESSOR > MESHTOOL) представляют удобный для большинства случаев способ контроля разбиений. Инструменты разбиения представляют собой интерактивное меню не только потому, что оно содержит множество функций, но еще потому что, однажды открыв его, оно находится в открытом состоянии до того как вы его закроете или выйдите из препроцессора. Хотя все функции доступны в инструментах разбиения, можно воспользоваться традиционными командами ANSYS. Функции инструментов разбиения включают:
Как минимум, вы должны установить приемлемую форму элементов, если вы планируете разбиение с типом элементов, которое допускает более, чем одну форму. Например, элементы типа поверхности могут иметь треугольную или четырехугольную форму. Объемные элементы могут иметь гексагональную форму (форму кирпича) или тетраэдальную форму, но сочетание этих двух типов в одной модели не рекомендуется. В этой главе применяются некоторые хорошо известные подходы концепции вырожденной формы элементов. Например, рассмотрим элемент PLANE 82, который является двумерным твердотельным элементом, имеющим 8 узлов (I, J, K, L, M, N, O, P). По умолчанию PLANE 82 имеют квадратичную форму. Элемент с треугольной формой может быть сформирован путем определения тех же самых номеров для узлов K, L, O. Таким образом, PLANE 82 может «вырождаться» в треугольник (рис 3.1)  Рис. 3.1 Вырождение четырехугольного элемента в треугольный Когда вы определяете форму элемента, вы обычно предполагаете использовать ее по умолчанию, и не используете возможности «вырождения», хотя это может быть полезным для понимания концепции. Для выбора формы элементов используются следующие методы:
Два фактора учитываются при выборе формы элемента: желательная форма элемента и размерность модели. Командный метод. Если вы используете команду MSHAPE значение аргумента DIMENSION 2D или 3D показывает размерность модели. Значение ключа (0 или 1) показывает форму элемента.
Использование интерфейса (инструментов разбиения) Для повышения эффективности рекомендуется использовать инструменты разбиения при выборе формы элемента. Вызов инструментов разбиения производится: MAIN MENU > PREPROCESSOR > MESHTOOL. Используя инструменты, вы просто нажимаете указателем мыши на желаемую форму элементов, которую вы хотите использовать. Вы можете также выбрать тип разбиения (свободное или контролируемое). Использование инструментов разбиения делает выбор формы элемента наиболее простым, так как в меню присутствуют только те формы элементов, которые соответствуют размерности вашей модели. В некоторых случаях команда MSHAPE и соответствующие команды AMESH, VMESH или их эквивалент в интерфейсе MAIN MENU > PREPROCESSOR > MESHING –MESH> meshing option это все, что вам необходимо для разбиения модели. Размер каждого элемента будет определяться по умолчанию. Например, на рис 3.2 показано разбиение модели с помощью одной команды VMESH.  Рис.3.2. Пример разбиения модели с размером элементов по умолчанию Размеры элементов, которые выбирает программа, могут соответствовать или не соответствовать требованиям физических параметров для расчета. В этом случае можно изменить уровень размера элементов (SMRTSIZE) и провести разбиение вновь.
В дополнение к выбору формы элемента вы можете выбрать тип разбиения (свободное или контролируемое). В таблице 3.1 приведены рекомендованные сочетания формы элементов и типа разбиения. Таблица 3.1
В таблице 3.2 приведены рекомендованные действия в случае неправильного выбора этих опций. Таблица 3.2
3.3. Контроль размещения срединных узлов Если разбиение производится с квадратичными элементами, вы можете контролировать размещение срединных узлов. Основные особенности состоят в следующем:
Для контроля размещения срединных узлов применяются методы
Управление размерами элементов является особенностью программы разбиения, которая строит начальный размер элемента при свободном разбиении. Это дает возможность получать более точные формы поверхностей модели. Эта особенность, которая контролируется командой SMRTSIZE и производит установки для разбиения h методом и p методом. Будет использоваться по умолчанию метод DESIZE для получения размеров элемента при свободном разбиении. Хотя рекомендовано, что SMRTSIZE используется вместо свободного разбиения. Включая SMRTSIZE, вы просто выбираете уровень размеров элемента. Замечание: если вы используете управление размерами элементов на модели, состоящей только из поверхностей, ANSYS рассчитывает размер среднего элемента, который будет применен для разбиения. С другой стороны, если вы используете управление размерами для модели, состоящей из поверхностей и объемов, ANSYS использует объемы для расчета размера среднего элемента. Даже если поверхность в первом случае (только поверхность) и поверхность во втором случае будут точно теми же самыми, при такой же установке SMRTSIZE, элементы которые использовались в первом случае не будут грубыми как элементы, использованные во втором случае.
Алгоритм управления размерами вначале вычисляет приблизительную длину кромок модели для всех линий в поверхностях и объемах, которые будут разбиваться. Длина кромок этих линий будет уточняться, и приближаться к истинной длине. Таким образом, качество разбиений всех линий и поверхностей, измеренных перед началом разбиения, не зависит от порядка разбиения этих поверхностей и объемов. (Помните, что лучшие результаты получаются при одновременном разбиении всех поверхностей и объемов.) Если используются четырехугольные элементы для разбиения поверхности, программа управления размерами пытается установить равное число линий деления на каждой поверхности, так что полное четырехугольное разбиение возможно. Треугольники будут включены в разбиение, если только четырехугольники будут перестроены в более низкую форму элементов (в треугольники), или если увеличить число делений на границах. Существуют две категории контроля точности разбиения: основная и улучшенная. Основная категория контроля. Используя основную категорию контроля, вы просто выбираете уровень размера элементов от 1 (тонкое разбиение) до 10 (грубое разбиение). Программа автоматически устанавливает серию индивидуальных контрольных значений, которые требуются для требуемого уровня размеров. Действия по выбору уровня размера элементов приведены в таблице.
 На рис. 3.3 показано разбиение модели при различных установках SMRTSIZE, включая уровень 6, задаваемый по умолчанию.Рис.3.3 Различные уровни размера элементов для одной и той же модели. Улучшенная категория контроля Вы можете выбрать улучшенный метод, позволяющий устанавливать индивидуальный контроль объектов вручную. Это позволяет вам «щупать» сетку для лучшего приближения к вашей задаче. Вы можете изменить такие объекты как малое отверстие и малый угол, разбить расширяющиеся и промежуточные факторы. В дополнение, вы можете установить начальный размер элемента с помощью команды ESIZE.
Локальный контроль размера элементов может быть использован в сочетании с режимом SMARTSIZE. Если установленный размер элемента и алгоритм SMARTSIZE будут конфликтовать, необходимо предпринять следующие шаги:
3.5.1 Размер элемента по умолчанию для контролируемого разбиения. Команда DESIZE позволяет вам модифицировать такие параметры как максимальное и минимальное число элементов, которое будет примыкать к неразбитой линии, максимальный охватываемый угол на элемент, минимальная и максимальная длина кромок. Команда DESIZE (MAIN MENU > PREPROCESSOR > MESHING – SIZE CNTRLS>-GLOBAL – OTHER) всегда используется для контроля размеров элементов для масштабированного разбиения. Установки команды DESIZE применяются также для определения размеров по умолчанию для свободного разбиения. Тем не менее, рекомендуется использовать режим SMARTSIZE для свободного разбиения. На рис. 3.4 слева масштабированное разбиение было проведено с размером элементов по умолчанию. Справа приведено разбиение, которое было проведено с модификацией минимального числа элементов (MINL) и максимального угла обхвата на один элемент (ANGL) в команде DESIZE.  Рис. 3.4 Изменение размера элементов по умолчанию Для больших моделей может быть оправдано предварительный просмотр разбиения по умолчанию при выборе команды DESIZE. Это может быть получено просмотром делений линий. Действия для предварительного просмотра разбиения по умолчанию следующие:
Например: * ET, 1,45 8 узловой гексагональный элемент HSHAPE, 0 Используем гексагональный элемент MSHKEY1 используем контролируемое разбиение L  ESIZE.ALL устанавливаем деление линий, основанное на DESIZELPLOT |
Похожие:
 |
Серия видеорегистраторов nvr краткое руководство пользователя Настоящее краткое руководство пользователя предназначено для получения справки по системе |
 |
Краткое руководство пользователя Настоящее краткое руководство является тематическим пособием пользователя программного комплекса гнивц курьер «Корпорация» по осуществлению... |
|
Краткое руководство пользователя Настоящее краткое руководство является тематическим пособием пользователя программного комплекса гнивц курьер «Корпорация» по осуществлению... |
|
Краткое руководство пользователя Настоящее краткое руководство является тематическим пособием пользователя программного комплекса гнивц курьер «Корпорация» по осуществлению... |
|
Краткое руководство пользователя Настоящее краткое руководство является тематическим пособием пользователя программного комплекса гнивц курьер «Корпорация» по осуществлению... |
|
Руководство пользователя. Элементы сканера Элементы, описанные в этом разделе, используются в сканере Perfection V33 или Perfection V330 Photo |
|
Метод формирования модели пониженного порядка микроэлектромеханической... |
|
Программный комплекс «атлас» «подсчет запасов» Краткое руководство... В данном документе приведено краткое описание программного модуля «атлас подсчет запасов» |
|
Fe-mtr1300 Краткое руководство пользователя «qr code» (qr-код), чтобы просканировать qr-код, расположенный в верхней части камеры. Таким образом, вы получите идентификатор пользователя... |
|
Руководство пользователя Настольное зарядное устройство Прочитайте это краткое руководство. Несоблюдение изложенных в нем правил может оказаться опасным или незаконным |
|
Краткое руководство пользователя по установке и настройке эп для... |
|
Руководство пользователя fe-mtr300-hd В этом разделе описаны основы работы интерфейса, включая поворот/наклон, видео, аудио и т д. Для получения дополнительной информации... |
|
Краткое руководство по “hobby king” g-osd3 Для определения места Вашей модели при включенном питании osd нажмите и отпустите кнопку “A”, на экране появится информация долготы... |
|
Руководство пользователя о бщий вид и основные элементы камеры Благодарим Вас за приобретение веб-камеры Logitech. Данное руководство содержит сведения об установке и эксплуатации веб-камеры |
|
Руководство Это руководство включает в себя Перед тем как запустить файл сессии, скопируйте файлы для примера из папки C:\Program Files\ansys inc\v110\cfx\examples в Вашу рабочую... |
|
Руководство пользователя профессиональный Установка и обслуживание микшера модели dm-602A не вызовет у Вас затруднений. Для ознакомления со всеми функциональными возможностями,... |