Рук_во пользователя MSC_Patran_rus (780644), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Узлы - это связующие точки между смежнымиэлементами.Элемент - это одна дискретная часть сетки. Он может бытьодной из нескольких стандартных форм(квадратным,тетраэдральным и т.д.) и иметь различное число узловыхточек вдоль ребра.MPC заменяют конечные элементы и используются для болеепростого моделирования некоторых физических явлений,таких как жесткие связи, шарниры, ползунки и т.д. ВMSC.Patran элементы MPС рассматриваются как конечныеэлементы и изображаются линиями между узлами.В настоящее время этот объект доступен толькоMSC.Nastranанализу. Он группирует несколько элементов водин большой элемент.Перечень DOF(степени свободы) доступен только ANSYS иANSYS5.TypesМеню Type определяет, как будет проводиться создание КЭ сетки.
Вариантыменю Type меняются в зависимости от установленного в меню Object. Несколькопримеров представлены в следующих параграфах. За полным описаниемобращайтесь в MSC.Patran Reference Manual, Volume 2, Part 4: Finite ElementModeling.Примеры Форм и Подформ Приложения Finite ElementsТри примера моделирования с помощью формы Finite Elements показаны наследующих страницах:• Форма выбора Create/Mesh/Solid.• Подформа Isomesh Parameters.• Форма Create/Mesh Seed/Two-Way Bias.Форма Create/Mesh/SolidГенерация КЭ сетки - это процесс автоматического создания конечныхэлементов из геометрии или других данных в MSC.Patran. Этот процессконтролируется формой FEM Create/Mesh, представленной на следующейиллюстрации.Node ID List и Element ID List Задает ID номеранового набора узлов и элементов.
Поумолчанию ID будут присваиваться, начиная споказанного в строке значения.Global Edge Length Значение, определяющеедлину ребра элемента сетки по умолчанию. Ононе имеет приоритета над установленнымиточками Mesh Seeds. Это значение используетсятолько там, где Mesh Seeds не определены.Mesher Определяет метод создания КЭПодформа Isomesh Parameters Определяетпараметры метода IsoMesh.Подформа Coordinate Frames Позволяетвыбирать вид анализа и ситему координат длясоздания КЭ сетки на следующих узлах.Element Topology Выбирает тип элемента изданного перечня. Возможными элементамиявляются Hex6, Hex9 и Hex20.Solid List Курсором или прямым вводомсоответствующих ID номеров определяютсятела, на которых создается КЭ сеткаПример Подформы IsoMesh ParametersЭта подформа появляется при нажатии кнопки IsoMesh Parameters вприложении Finite Elements.FiniteВыберитеодин из двухвидов сеткидляповерхностейи телВыберите видтреугольнойсетки дляповерхностейи тел спрямымиугламиСовокупность этих параметров управляет действиями методаIsoMesh на стыке областей с различным числом элементов.Пример Формы Create/Mesh Seed/Two Way BiasСоздает точки Mesh Seed на указанной кривой или на ребре поверхности илитела с симметричным неравномерным распределением вдоль ребра.
Законраспределения точек определяется либо общим числом элементов с указаниемотношения расстояний между ними, либо действительным значением длины ребра.Точки Mesh Seed представляются маленькими желтыми кружками иотображаются только, если приложение Finite Elementsустановлено на создание КЭсетки или создание и удаление точек Mesh Seed.MSC.Patran рисует точки Mesh Seed,связанные с видимой геометрией.Для определеня Mesh Seed выберителибо Num Elems and L2/L1 или L1 andL2.
Если выбрано Num Elems and L2/L1,то Вы должны ввести целое значениечисла элементов и отношениерасстояний между точками, какпоказано на примере. Если выбрано L1and L2, то вы должны ввести длиныребер последнего и серединногоэлементов.MSC.Patran просчитывает положенияузлов Mesh Seed по формулегеометрической прогрессии сзаданным отношением L2/L1.При включенном Auto ExecuteMSC.Patran автоматически создаетMesh Seeds после выбора каждогоребра.
По умолчанию Auto Executeвыключено.Укажите курсором насуществующие кривые или ребраповерхностей и тел или простовведите их ID номера. Например,Curve 10, Surface 12.1, Solid 22.5.2.Прямое Моделирование Конечных ЭлементовБольшинство операций моделирования конечных элементов проводится нагеометрии. Сначала создается часть геометрической модели, а затем на неенакладываются свойства и КЭ сетка. Однако бывают случаи, когда проще сразуработать с узлами и элементами. Вот примеры таких ситуаций:• Изменение КЭ сетки, полученной из программы анализа, такой как MSC.Nastran.• Работа с конечноэлементными моделями, чьи сетки создавались безгеометрической модели в других програмных продуктах.• Замена отдельных элементов, не прошедших проверку на качество.Исходя из времени моделирования и наложения свойств, всегда болеепредпочтительным является создание КЭ сетки на геометрической модели.
Еслинакладывать свойства прямо на геометрию, то в дальнейшем их не надо будетпереопределять при изменении сетки. А свойства, наложенные на узлы и элементы,необходимо задавать заново при любой ее модификации.Возможности конечноэлементного моделирования в MSC.Patran включают всебя:• Действия, создающие узлы, элементы, MPCs (Multi-Point Constraints) исуперэлементы.• Трансформирующие действия, создающие узлы и элементы с помощью операцийнад уже существующими узлами и элементами (Transform, Rotate, Mirror).• Действия, создающие элементы высшего порядка протаскиванием поопределенному “пути“ элементов более низкого порядка.• Действия, сглаживающие существующую сетку, сортирующие ID номера элементови узлов, разбивающие элементы типа Bar, Quad или Tria, изменяющие параметрыMPC.5.4 Проверка Конечноэлементнонй МоделиЕсли исключить тривиальные задачи по тестированию работы отдельныхконечных элементов, то хорошие конечноэлементные модели получаются редко.Каждая модель является только приближением к реальному объекту.
Одной изпричин тому является зависимость точности элемента от того, как он используется.Очень важно проверять правильность конечноэлементной модели и отслеживатьдвойные элементы или несвязанные группы элементов.ВMSC.Patranможнонесколькимипутямипроверитькачествоконечноэлементоной модели. Несколько возможных тестов описаны ниже.•Проверяйте элементы с помощью ActionVerify приложения Finite Elements.•Выберите соответствующие пунктыменю Object и Method.Проверка Формы Элементов• Aspect измеряет максимальное отношение противоположных ребер, граней илиглавных направлений элементов поверхности и тела.
Например, в элементе Quadaspect отношение представляет отношение длины к ширине. Обычноконечноэлементная модель дает наиболее точные результаты, если aspectотношение примерно равно 1.• Warp измеряет, насколько угловые точки Quad элемента отклоняются отцентральной плоскости элемента.• Taper измеряет геометрическое отклонение Quad элементов от прямоугольнойформы.• Skew измеряет угловое отклонение оболочечных элементов от прямоугольнойформы.• Edge Angle измеряет максимальный угол между смежными гранями объемныхэлементов.• Face Warp, Face Skew, Face Taper измеряют warp, skew и taper, как описано выше,для граней объемных элементов.• Twist измеряет максимальный изгиб между противоположными гранями объемныхWedge и Hex элементов.Другие Проверки Элементов• Boundaries проверяет наличие свободных ребер элементов не связанных сосмежными элементами.
Это важный тест, отыскивающий области модели, надкоторыми не была проведена операция equivalence.• Duplicates определяет элементы, присоединенные к одним и тем же узлам.• Normals проверяет направления нормалей смежных элементов поверхности.• Jacobian Ratio, Jacobian Zero базируются на максимальном изменении иминимальном значении якобианов каждого элемента соответственно.• IDs раскрашивает элементы по их ID номерам.
Это полезно для визуальногоопределния числа элементов и порядка моделирования.Другие проверки определяют отклонения узлов на сторонах элементов болеевысокого порядка, границы суперэлементов и т.д.В большинстве случаев Вы можете установить допустимое значение длякаждого из вышеперечисленных критериев. Тогда по результатам теста всеэлементы раскрасятся в определенные цвета. Элементы, вышедшие за пределытолеранса, окрасятся в высший цвет спектра(обычно красный), цвет другихэлементов будет показывать, насколько близко этот элемент подошел ккритическому значению.Устанавливать допустимое значение нужно с учетом типа элементов.Например, линейный треугольный элемент может быть очень чувствителен ковсяким искажениям, в то время как треугольный элемент второго порядка дастхорошие результаты даже при сильных искажениях.При непрохождениизаключаются в следующем:элементамипроверочныхтестовВашидействияСоздание Новой КЭ Сетки МоделиЧасто эффективным является замена существующей сетки на новую,особенно если она (новая сетка) существенно не меняет время анализа.
Например,создание новой более густой сетки в случае большого aspect отношения в элементеможет быстро исправить этот недостаток.Особенно просто создавать новые КЭ сетки отдельных областей в случае,если исходная сетка создавалась на геометрической модели.Для создания новой КЭ сетки•Удалите исходную сетку, установивDelete/Mesh в приложении FiniteElements.•Создайте новую КЭ сетку одним изописанных выше методов Create/ Mesh..Исправление Отдельных ЭлементовВ MSC.Patran есть возможность автоматизированного исправления Quadэлементов, для которых величина одного из критериев качества превышаетдопустимое значение.
Например, если элемент не проходит проверку на aspectотношение, то можно автоматически разделить его в угловых точках на несколькоменьших элементов.С другой стороны, Вы можете прямо создавать и изменятьконечноэлементную модель. Короткое описание по созданию узлов и элементовмодели дано в параграфе Прямое Моделирование КонечныхЭлементов.Другие возможности содержатся в action Modify приложения FiniteElements. Они позволяют сглаживать КЭ сетку, редактировать элементы и узлы илиразделять существующие элементы на более маленькие.Проверка Значений Критериев Качества Элементов (tolerance)MSC.Patran никак не изменяет модель по результатам проверочных тестов, алишь помогает Вам принять правильное решение.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
