Руководство пользователя T-FLEX Анализ

После вызова команды появляется диалоговое окно.

По умолчанию переключатель включен в положение «С операции». Это означает, что свойства материала берутся с материала операции. Если установить переключатель в положение «Другой», то станут доступными поля для ввода характеристик материала задачи. Можно воспользоваться кнопкой [Библиотека], которая вызывает окно с набором предварительно подготовленных материалов.

После выбора материала его характеристики считываются и появляются в основном диалоге.

В нижней части диалогового окна расположены поля для выбора единиц измерения основных физических величин.

Построение сетки

Для работы с сеткой используйте команду:

Команда создания сетки может автоматически вызываться после завершения создания новой задачи.

34

Подготовка конечно-элементной модели для Анализа (Препроцессор)

Команда запускает процедуру работы с сеткой в активной задаче. В зависимости от наличия сетки в активной задаче, система будет создавать новую или редактировать существующую сетку.

Сетка создаётся на основе операции, выбранной при создании текущей активной задачи. Для одной задачи может быть создана только одна сетка.

При создании сетки можно выбрать элементы модели для получения локальных зон с измельчённой сеткой. Это делается с целью получения более точных результатов расчёта в критических местах модели.

Выбрать элементы для улучшения сетки можно с помощью опции автоменю:

<L> Выбрать элементы для улучшения сетки

Можно выбирать 3D узлы, вершины, рёбра и грани:

<A> Выбор граней, ребер, вершин

<P> Выбрать 3D узел

<V> Выбрать вершину

<E> Выбрать ребро

<F> Выбрать грань

В пределах радиуса улучшения (см. ниже) вокруг выбранного элемента модели размер элемента сетки будет равен размеру, указанному в параметрах сетки для выбранного элемента улучшения.

В момент расчёта сетки система выводит служебное окно, в котором отображает ход процесса генерации. В этом окне есть кнопка [Отмена], при помощи которой можно остановить процесс расчёта сетки.

35

Руководство пользователя T-FLEX Анализ

При изменениях параметрической модели может потребоваться обновление сетки. Система может автоматически обновлять сетку, если данная настройка установлена в параметрах сетки. Вручную

команда обновления сетки запускается из контекстного меню при выборе сетки в окне задач .

Параметры сетки

Настройки генерируемой сетки можно установить либо в окне свойств, либо в идентичном ему диалоге параметров.

У конечных элементов, используемых в T-FLEX Анализе, существует два варианта – плоскогранный

икриволинейный. Плоскогранный элемент имеет узлы только в вершинах, в то время как криволинейный элемент имеет также промежуточные узлы на серединах рёбер (см. рис.). Таким образом, тетраэдры содержат 4 или 10 узлов, а треугольники – 3 или 6 узлов.

36

Подготовка конечно-элементной модели для Анализа (Препроцессор)

Применение криволинейных конечных элементов позволяет точнее аппроксимировать сложную геометрию границ и получать более высокую точность решения при меньшем числе элементов.

Таким образом, для более точного описания сложной геометрии границ необходимо использовать либо большое количество граничных элементов с прямыми сторонами (гранями), то есть плоскогранных конечных элементов, либо использовать криволинейные элементы.

Необходимо заметить, что при одинаковом шаге дискретизации генерация сетки криволинейных элементов требует больше времени, чем генерация сетки плоскогранных элементов, особенно на моделях с большим количеством радиусов и скруглений. В отдельных случаях сетка криволинейных элементов может не строиться совсем, или её построение может занимать неприемлемо долгое время.

В тоже время разность получаемых результатов (например, максимумы перемещений и напряжений) на сетках из криволинейных и плоскогранных конечных элементов стремится к нулю, если использовать достаточно мелкое разбиение.

Поэтому, если для конкретной модели сложной геометрической формы не удаётся построить сетку криволинейных конечных элементов, или генерация такой сетки занимает слишком много времени, рекомендуется построить сетку плоскогранных конечных элементов с достаточно мелким шагом дискретизации, и использовать для расчёта её.

На иллюстрации ниже приведены примеры разбиения модели на конечные элементы каждого типа. Размер элементов сетки для повышения наглядности иллюстрации установлен несколько больший, чем требуется для расчёта.

Настройка параметров обновления сетки осуществляется путём выбора варианта в соответствующем выпадающем списке. Возможен выбор из двух вариантов – по запросу, или автоматически (при пересчёте модели).

Размер сетки. Размер ребра конечного элемента генерируемой сетки может быть определён как относительный или абсолютный. В первом случае размер ребра задаётся как доля от самого большого ребра прямоугольника, охватывающего всю модель. При абсолютном размере ребро

37

Руководство пользователя T-FLEX Анализ

конечного элемента определяется в модельных единицах. Заданный размер корректируется системой таким образом, чтобы в итоге получить все элементы сетки с ребром примерно одного размера, близким к значению, указанному в параметрах. Для элементов модели, выбранных для улучшения сетки, можно установить только абсолютный размер.

Плавность перехода размера элементов. Управляет скоростью распространения сетки от уменьшенных ячеек сетки к крупным ячейкам расчётного размера. Если фактор равен 1 (по умолчанию), то размер сетки приблизительно удваивается с каждым следующим элементом, пока его размер не достигнет крупного размера сетки. При уменьшении значения фактора, переход в размере произойдет за меньшее количество шагов (большие скачки в размере элемента). Если фактор равен 0, то размер ячейки сразу подскочит к более грубому размеру без перехода. Как правило, на практике чаще всего используются значения, близкие к единице.

Радиус улучшения. Этот параметр можно установить только для элементов модели, выбранных для локального улучшения сетки. Радиус улучшения определяет размер зоны вокруг элемента, в пределах которой строится сетка с лучшими отдельно установленными характеристиками – как правило, меньшими размерами сетки. Расстояние отсчитывается от элемента, выбранного в качестве улучшения. Абсолютный размер сетки для каждого вспомогательного элемента устанавливается отдельно. Эту возможность на практике можно использовать для достижения более точных результатов вычисления примерно за то же время расчёта в процессоре, используя более грубую общую сетку для всей модели и более качественную сетку в критических точках.

Минимальный размер кривой. Работает совместно с «Величиной прогиба». Устанавливает предельный минимальный размер сегмента кривой, до которой она может быть разбита. Параметр вводится для ограничения количества элементов сетки – на некоторых моделях типа конуса автоматическое разбиение кривых поверхностей для обеспечения заданной величины прогиба может производиться до бесконечности. Для этого параметра допускается ввод любых значений больше нуля.

38

Подготовка конечно-элементной модели для Анализа (Препроцессор)

Функции оптимизации позволяют управлять процессом генерации более качественной сетки. Когда генератор создаёт сетку, он сначала рассчитывает предварительную сетку. Затем программа может применить некоторые действия к полученной предварительной сетке, чтобы улучшить её качество. Эти действия разделены на две части: оптимизация, которая изменяет связи между вершинами сетки и сглаживание, которое переставляет вершины сетки. Оптимизация может быть или включена или выключена. Сглаживание управляется числом в диапазоне 0 ÷ 5. Большее число даёт большее сглаживание. Высокий уровень сглаживания будет размазывать переходы в размере сетки. Можно разделить процессы оптимизации поверхностной и объемной сеток. В большинстве случаев, когда нет необходимости в их использовании, эти функции можно отключать. Это ускорит процесс генерации сетки.

Сохранение поверхностной сетки при оптимизации объёмной позволяет оптимизировать объёмную сетку, не изменяя полученную на первом этапе генерации поверхностную сетку. В противном случае сетка на поверхности может быть изменена оптимизацией. Эта возможность полезна в тех случаях, когда пользователь хочет сохранить на поверхности детали структуру сетки, которую он получил в результате подбора параметров сетки, но при этом всё же хочет оптимизировать объемную сетку.

Подавить мелкие элементы. Включение этого флажка указывает системе, мелкие элементы модели (ребра или грани) какого относительного или абсолютного размера можно игнорировать при расчёте сетки. Эту возможность нужно применять в ситуациях, когда модель имеет такие очень мелкие топологические элементы, наличие которых сильно замедляет или даже сделает невозможным расчёт правильной, достаточной для целей Анализа сетки.

Обработка мелких деталей. В автоматическом генераторе сетки предусмотрен специальный алгоритм для улучшенной обработки мелких, но существенных для модели деталей. При включении этого режима нужно также указать максимальные относительные или абсолютные размеры элементов, обрабатываемых данным алгоритмом.

Минимальный угол треугольника определяет приемлемый диапазон для значений углов между рёбрами элемента сетки (тетраэдра). Максимальный угол треугольника вычисляется автоматически (180°-a_min). Следует отметить при этом, что из-за других факторов всё еще могут быть получены углы вне этого диапазона.

Максимальное число элементов. Этот параметр устанавливает ограничение на общее количество элементов сетки. Эта функция существует для того, чтобы предотвратить случайное создание слишком большого количества узлов сетки, что может существенно замедлить как генерацию самой сетки, так и последующий расчёт. Если при генерации сетки полученное число элементов превышает заданный лимит, то система выдаёт соответствующее сообщение и прекращает генерацию сетки. В этом случае для получения сетки с заданным количеством элементов следует задать более грубые рамки.

39