Рук_во пользователя MSC_Patran_rus (Литература по курсу), страница 12

Это препятствует заданию нагрузки и граничных условий на этиэлементы через геометрическме примитивы.Плотность КЭ СеткиДля создания КЭ сетки MSC.Patran необходимо знать размеры элементов длякаждой геометрической области. Более того, Вы можете захотеть регулироватьколичество элементов в определенной области модели. Например, Вы можетеувеличить число элементов в области высоких напряжений или температур дляполучения более точного результата, или можно уменьшить число элементов внекритичной области, тем самым снизив время анализа.В MSC.Patran есть несколько способов управления размером и плотностью КЭсетки.

Это mesh seeds, mesh density и mesh density of adjacent regions.Комбинирование этих возможностей позволяет быстро создавать КЭ сеткугеометрической модели, не теряя в ее качестве.При создании КЭ сетки в MSC.Patran ее плотность вдоль каждого краяобласти выбирается в соответствии со следующим порядком приоритетов.• Mesh seeds.• Mesh density of adjacent region.• Global Edge LengthMesh SeedsMesh seeds - это точки, определенные вдоль ребра модели и обозначающиеположения узлов сетки.

Расстояние между ними может быть постоянным, а можетлинейно меняться к краю, к обоим краям или к центру ребра. Вы даже можете самиопределить положение точки на ребре. .КЭ сетка с использованием mesh seedsMesh seeds создаются в приложении Finite Elements опцией Create/MeshSeeds и методами Uniform, Bias, Curve Based и Tabular.

Как и другие примитивыMSC.Patran, mesh seeds можно переопределить в других Create-опциях или удалить,используя Delete/Mesh Seeds.Смежные КЭ СеткиПри создании КЭ сетки ее плотность вдоль ребра обычно используется длясоздания сеток смежных областей, содержащих это ребро. При использованииметода IsoMesh MSC.Patran реализует идею mesh paths для разделениягеометрических областей.MSC.Patranраспространяетопределеннуюплотностьсеткинапротивоположный край области, а затем на смежную обасть, до тех пор пока недостигается конец “пути“.

Следующая иллюстрация демонстрирует путьопределенных плотностей и то, как они влияют на общую сетку модели.Пример mesh pathGlobal Edge LengthКаждая форма Create/Mesh содержит параметр Global Edge Length,определяющий примерную длину каждого элемента. MSC.Patran использует этотпараметр для разделения каждого граничного ребра модели на целое числоэлементов, порождающих в свою очередь элементы примерно такой же длины. Приэтом используется соотношение:Длина наибольшей кромки на геометрииЧисло элементов =Global Edge LengthGlobal Edge Length определяет размеры сетки ,если нет других ограничений,таких как mesh seeds или смежные сетки.Важно:Всегда точно устанавливайте это значение при создании сетки.Если значение по умолчанию будет слишком мало по сравению сразмерами геометрии, то сетка будет очень плотной.EquivalencingМногие геометрические модели в MSC.Patran состоят из множества областейс общими границами. Создание КЭ сетки всегда производится на одной области зараз, даже если указываются сразу несколько геометрических областей.Это означает, что по умолчанию элементы одной области не связаны сэлементами другой, и не имея общих узлов, не будут деформироваться совместно.Чтобы быстро устранить эту проблему, в MSC.Patranесть средство equivalencing,соединяющее совпадающие узлы.

Операция Equivalence находится в формеприложения Finite Elements.Важно:Операция equivalencing должна быть выполнена до анализа. Безэтой операции анализ обычно дает неправельные результаты:например, несвязанные области, могущие улететь в пространствопри проведении структурного анализа. MSC.Patran неинформирует Вас автоматически о том, что операцияequivalencing не была проведена до анализа.Операция equivalencing очень проста: каждый узел проверяется на наличие взоне вокруг него других узлов. Размеры этой зоны определяется тем какойточностью производится сшивка узлов.

Если расстояние между двумя или болееузлами не превышает значения точности сшивки (tolerance), то они преобразуются водин узел с наименьшим номером. Следующая иллюстрация показывает действиеоперации equivalencing.1612282420Вы можете производить операцию equivalence на всех узлах области илитолько на тех, которые соответствуют определенной группе, как это было описано вглаве 2.

После этой операции все обращения(определение элемета, нагрузки играничныеусловия)кболеевысокомуномеруузлаавтоматическипереопределяются на новый номер.Некоторые узлы можно исключать из поля действия операции equivalencing.Это полезно, когда есть совпадающие узлы, которые Вы хотите физическисохранить независимыми друг от друга. Кроме того, значение толеранса дляопрации equivalencing может быть установлено в действии Еquivalenсе.ОптимизацияCOLUMN iNULLbiROW iSYMMETRICВне зависимости от того, как создана конечноэлементная модель,Разреженная симметричная матрицапосредствомсозданияКЭсеткиилипрямымиоперациямиконечноэлементного моделирования, есть одна операция, которая может ускоритьпроцедуру анализа.

Эта операция называется оптимизация, она простоперенумеровывает узлы и элементы, уменьшая время анализа.При проведении анализа из данных по всем конечным элементамформируется симметричная матрица, содержащая много нулевых элементов.

Времярешения в большой мере зависит от ширины ленты матрицы, под которойпонимается максимальная ширина ненулевых элементов от диагонали матрицы.Другие решатели используют подобный критерий волнового фронтаобработки данных, зависящего от числа активных столбцов в строке матрицы.Перенумеровывая узлы и элементы, можно так преобразовать матрицу, что шириналенты или волновой фронт уменьшатся, что снижает время анализа. Эту операциювыполняется действием Optimize в приложении Finite Elements. об этом подоробноможно посмотреть в Part 4 of the MSC.Patran Reference Manual.5.3 Создание Конечноэлементной МоделиДля создания КЭ сеток в MSC.Patran имеются элементы различных форм и сразличными топологиями.

Иснтрументы создания КЭ сеток включают в себянесколько автоматизированных методов. Приложение Finite Elements даетмножествовозможныхкомбинацийAction/Object/Type,которыесоздают,модифицируют и проверяют качество конечноэлементной модели, улучшаярезульаты анализа.Чтобы открыть приложение Finite Elements•Нажмите кнопку FE приложения вглавной форме MSC.Patran.Приложение Finite Elementsпоявляется на экране.•Выберите Action, Object и Type,используя падающие меню наверху формы .Вид остальной части формызависит от того, что Вы выбрали..ActionsМеню Actions создает, модифицирует и проверяет качество всей КЭ сетки.Следующая таблица описывает возможности меню Action приложения Finite Elements.Меню Action Приложения Finite ElementsCreateTransformSweepModifyОписание меню ActionСозданиеСоздает новые сеточные примитивы: КЭ сетки,создающиеся одним из автоматических методов, MeshSeeds, регулирующие плотность сетки, отдельныеконечные элементы и другие объекты.Создает узлы и конечные элементы путем перемещения,вращения и зеркального отображения уже существующих.Создает новые элементы сетки, протаскивая наборсуществующих элементов по одному из десяти “путей“,таких как Arc, Extrude, Glide, Glide-Guide и Normal.

Sweepможет преобразовать поверхностную (2D) сетку вобъемную (3D) сетку, протащив ее по направлениюнормали к поверхности.МодификацияМодифицирует параметры примитивов, такие как узлы,элементы и многоточечные закрепления. Это можетзаключаться в перенумеровывании узлов и элементов,DeleteRenumberAssociate/DisassociateVerifyEquivalenceOptimizeShowразделении одного элемента на два и более, и т.д.

Modifyможет использоваться для оптимизации формы элементови изменения положения точек Mesh Seeds.Удаляет из модели узлы, элементы и Mesh Seeds.Изменяет ID номера элементов и узлов.Модифицирует узлы и элементы так, чтобы они были либоассоциированы с геометрическими структурами, либодеассоциированы от них. Для приложения свойств,напряжений и граничных условий сразу на геометрию,сеточные примитивы должны быть ассоциированы сгеометрическими примитивами.Проверка КачестваС разных сторон проверяет качество конечноэлементноймодели. Проверяет элементы на искажения идвойственность, тестирует ID нумерацию узлов иэлементов.Улучшает качество конечноэлементной модели, удаляядвойные узлы, либо расположенные в одной точке, либоотстоящие друг от друга на расстояние меньшее чемточность сшивки узлов (tolerance).Минимизирует время процессора, память и место на диске,необходимые для проведения части анализа, связанной сматрицей жесткости, посредством перенуменрации узловоптимальным образом.

Методы оптимизации зависят оттипа и модели анализа, а также от используемого кода.Отображает различную информацию поконечноэлементным объектам. Например, для выбраннойгруппы элементов показывает координатные системы,номера ID, нагрузки и граничные условия, ID номерасвойств материалов, свойства элементов и другиерезультаты.ObjectsМеню Object связано с примитивами КЭ сетки: собственно КЭ сетками,отдельными узлами и элементами.

Следующая таблица описывает меню Objectприложения Finite Elements.Меню Objects Приложения Finite ElementsMeshMesh SeedMesh ControlОписание Меню ObjectМетод конечных элементов состоит в разделении модели навзаимосвязанные части, называющиеся элементами. Набортаких взаимосвязанных элементов называется КЭ сеткой.Mesh Seeds - это точки, определенные вдоль ребра модели иуказывающие положение узлов сетки на этом ребре.Расстояние между точками может быть постоянным илилинейно меняться к одному краю, обоим краям или к центруребра. Кроме того можно прямо определить положение точки.Mesh control позволяет определять собственное значениеGlobal Edge Length для выбранных поверхностей прииспользовании автоматических методов создания КЭсеток.Эта опция позволяет создавать сетки, не обращаясьNodeElementMPC (multipointconstraint)SuperelementDOF (Degree ofFreedom) Listкаждый раз к новой поверхности.Узел конечноэлементоной модели эквивалентен вершине вгеометрии.