Глава 7.

Преобразование твердотельной модели

Содержание

7. Преобразование твердотельной модели

7.1. Введение 7-3

7.2. Локальное измельчение сетки элементов 7-3

7.2.1. Измельчение поверхностной сетки 7-3

7.2.2. Передача атрибутов и нагрузок при измельчении сетки 7-7

7.2.3. Выравнивание узлов 7-8

7.2.4. Существующие ограничения 7-8

7.3. Перемещение и копирование узлов и элементов 7-9

7.4. Отслеживание ориентации элементов и нагрузок 7-12

7.5. Очистка и удаление сетки для модификации геометрии 7-13

7.5.1. Очистка сетки 7-13

7.5.2. Удаление объектов твердотельной модели 7-15

7.5.3. Модификация объектов твердотельной модели 7-16

7.6. Перекрестные ссылки твердотельной модели 7-18

7.6.1. Механизм перекрестных ссылок 7-18

7.6.2. Обход ограничений 7-19

7.1. Введение

В этой главе рассматриваются различные способы, которые можно использовать для внесения изменений в модель. Обсуждаются следующие возможности:

• локальное измельчение сетки;

• перемещение и копирование узлов и элементов;

• отслеживание ориентации граней элементов;

• преобразование сеточной модели: очистка и отмена;

• понятие о средствах твердотельной перекрестной проверки.

7.2. Локальное измельчение сетки

В общем случае существуют две ситуации, когда может появиться желание измельчить сетку в некоторой локальной зоне: 1) построена сетка элементов и нужно сделать ее более мелкой в отдельной области и 2) завершен анализ и по его результатам требуется получить более подробное решение для интересующей пользователя зоны. Для поверхностной сетки конечных элементов программа ANSYS предоставляет средства для локального измельчения сетки в окрестности заданных узлов, элементов, ключевых точек и линий модели.

7.2.1. Измельчение поверхностной сетки

Процесс измельчения сетки включает следующие шаги:

• задание или построение объектов, в окрестности которых будет осуществляться измельчение сетки;

• задание числа повторений процедуры деления окружающих элементов (NSPLIT);

• задание "глубины" измельчения в виде числа элементов в окрестности указанных объектов (DEPTH).

Измельчение сетки вокруг заданного набора узлов достигается одним из следующих способов:

Команда: NREFINE

Маршрут: Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Refine>Nodes

Измельчение заданного набора элементов достигается одним из следующих способов:

Команда: EREFINE

Маршруты: Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Refine>Elements Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Refine>All

Измельчение сетки вокруг заданного набора ключевых точек достигается одним из следующих способов:

Команда: KREFINE

Маршрут: Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Refine>Keypoints

Измельчение сетки вокруг заданного набора линий достигается одним из следующих способов:

Команда: LREFINE

Маршрут: Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Refine>Lines

По умолчанию сетка измельчается на глубину одного элемента от заданного объекта (за исключением измельчения элементов, когда по умолчанию используется DEPTH=0), а прежние элементы делятся только один раз (т.е. углы элемента делятся пополам). На рис. 7.1. приведены примеры измельчения сетки вокруг узла, элемента, ключевой точки и линии.

г) Измельчение сетки вокруг узла (LREFINE)

Рис. 7.1. Примеры локального измельчения сетки

При NSPLT=1 длина стороны измельчаемого элемента составляет половину первоначальной, при NSPLT=2 длина стороны нового элемента равна четвертой части от первоначальной, и т.д. Элементы, непосредственно прилегающие к измельчаемой области, т.е. за пределами, определяемыми параметром DEPTH, также делятся, чтобы обеспечить более плавное сопряжение областей сетки.

Замечание - Переходная область всегда состоит из треугольных элементов. Таким образом, если первоначальная сетка полностью состояла из четырехугольных элементов, то при измельчении сетки в исходные элементы будут введены треугольные. Это не всегда приемлемо, особенно если используются элементы низшего порядка. Чтобы избежать неприятностей, можно измельчить сетку в более обширной зоне (т.е. при большем значении параметра DEPTH) вокруг интересующей точки или выполнить измельчение другим способом (например, использовать средства локального перестроения сетки).

Другие особенности процедуры измельчения сетки перечислены ниже.

• Новые элементы и узлы, образующиеся при измельчении (включая и срединные узлы), отображают исходную твердотельную геометрию модели (рис. 7.2).

• При использовании опции измельчения сетки в окрестности узлов [NREFINE] игнорируются те срединные узлы, которые включены в заданный набор объектов.

• Измельченная сетка не пересекает границ области. Это значит, что если заданное значение параметра DEPTH выходит за пределы данной сеточной области, то соседняя область не будет изменена (рис. 7.3). Однако если для измельчения сетки выбирается объект (узел, элемент, ключевая точка или линия) на границе между областями или по обе стороны от границы, то будут измельчены смежные области модели.

• Измельчение сетки выполняется только для выделенных конечных элементов (рис. 7.4).

• Измельчить сетку можно и для сетки, присоединенной к твердотельной модели (команда MODMSH,DETACH или маршрут Main Menu>Preprocessor> Checking Ctrls). В этом случае измельчение не останавливается границами между областями. Кроме того, узлы и элементы не будут отображать исходную твердотельную геометрию модели, не будет осуществляется сглаживание.

Линия, выбранная для измельчения [LREFINE]

Рис. 7.2. Отображение исходной геометрии

Рис. 7.3. Влияние границ между областями

а) Измельчение с учетом всех элементов

.

б) Измельчение с учетом выделенных элементов

Рис. 7.4. Измельчение только выделенных элементов