14 Билет.Сетка.Виды сетки.Параметры настройки.

Во многих случаях приходится решать какой способ аппроксимации более приемлем (твердотельный или поверхностный). В программных продуктах, допускающих совместное использование конечных элементов различных типов, это касается моделирования отдельных зон, где нельзя однозначно делить тонкостенные, толстостенные или пространственные участки.

Поэтому в зонах неоднозначного (тонко – толсто)стенной конструкции возникает вопрос о необходимом использовании сетки.

Можно предложить использование пространственных конечных элементов в деталях, у которых отношение толщины к пролету менее 1/10.

Выбор между тонкостенными и толстых соотношения 1/20.

Для относительно тонких зон объектов, подверженных действию не только нагрузок «в плоскости», но сдвига и изгиба, известна эмпирическая рекомендация: следует иметь как минимум два элемента второго порядка в направлении, перпендикулярном толщине.

Параметры настройки.

Конечные элементы должны быть меньше минимального размера геометрического элемента. Его величина задаётся в соответствующем окне вручную или ползунком (грубое – высокое).

Пораметры управления сеткой сосредоточены в окнах6

-настройки/вкладка /сетка.

-статический / вкладка / адабтивный.

- зазао/контакт.

Пораметры сетки.

-качество сетки

-способ разбиения (стандартный; или альтернативный- если есть зазор).

Дополнительно: -проверка якобиана ( может выполняться в 4, 16 и 29 точках в узлах элемента).

Наиболее чувствительны сетки второго порядка. При расходимости стоит увеличить число точек.

При активном анализе (адабтивный расчёт) следует использовать расчёт в узлах.

Управление сеткой (меню программы, кнопки): автоматическое уплотнение, выделить потенциальные концентраторы напряжения- может необоснованно увеличить размерность расчёта.

Плотность (грубое/ высокое).

Параметры размеров элементов и соотношение сторон.

Настройки отображения (цвет ; шрифт).

15 билет. Качественная сетка, локальное уплотнение сетки, специальные приёмы.

Источники погрешности МКЭ.

-проблемы идеологии; неадекватность формулировок методов конечных элементов, поведение материалов, описание физических взаимодействий.

-вторая; погрешность математических вычислений, от собственно арифметических, до тех, которые присуще алгоритмам решения.

- третья причина обусловлена неточностью аппроксимации, при очень малом размере элементов должны быть сведены к предельно малой величине.

Плотность сетки может к ухудшению точности.

-вокруг/внутри узлов и рд. Конструктивных особенностей.

- при расчёте на изгиб тонкостенных конструкций в объёмных КЭ.

Сетку необходимо уплотнять в следующих случаях:

В зонах значительного роста напряжений, деформаций, температур, тепловых потоков.

В зонах изменяющихся нагрузок, (перемещения, температуры, теплового потока).

В местах контакта деталей в сборках.

В зонах предпологаемого контакта и около них.

Так же в местах контакта деталей с различной жёсткостью.

В расчётах на устойчивость и собственные частоты – в областях предпологаемого выпучивания (если прогнозируются так называемые локальные формы).

Сетку можно модифицировать после первого расчёта, для получения в дальнейшем более верной картины нагрузок.

Точность снижает форма конечных элементов отличная от правильного тетраэдра, при определённом отношении максим, ребра к мин, промежутку. Прерывание вычислений или локальная расходимость.

Чувствительность к особенностям:

Min- Derect Sparse –FFE Plus – FFE – max

В задачах собственных частот и устойчивости влияния (некачественной) сетки на вычисление ещё менее очевидно.

В оптимальном расчёте может привести к отсутствию сходимости.

Настройку параметров КЭ сетки нужно проводить в статическом анализе. Он позволяет выяснить проблемы с min расчётных затрат.

Уплотнение сетки может проводиться автоматически или вручную (опытн. Пользов).

Автоматическое уплотнение сетки происходит около малых геометрических элементов: отверстий, сопряжений и фасок.

При однородно повторяющихся объектов рекомендуется погасить как можно больше геометрических элементов не влияющих на результаты (прочность, устойчивость и т.д.).

При первой попытке следует убедиться, что данная опция отключена и генерация сетки в принципе возможна.

Специальные приёмы:

При необходимости приложения к непрерывным граням локализованные по линии или поверхности граничные условия (перемещения или нагрузку) для этого грань необходимо разделить на участки при помощи функции ( вставка/кривая/линия разъёма).

16.Граничные условия.общие положения.

Степень адекватности выбора граничных условий влияет на точность моделирования. Мат. аппарат SS традиционный ,все вносимые улучшения связаны с добавлением видов граничных условий важно для мех.задач и меньше для задач тепла. Граничные условия можно привязать к объектам геометрии, но не к конкретному КЭ. Ассоциативность имеющихся вводимых гр.усл. определяются пользователем, если новые геометрич.эл. не появляются, то граничные условия перестраиваются автоматически. Зависимость от координат следует задавать так, чтобы при уменьшении модели нагрузки не менялись. Гр.усл. вкл. в себя: а)все внешние воздействия (кинематич, силовые, тепловые,гравитац,); б)усл. Взаимодействия(эффект трения)в сборках. Практически все факторы, кроме равномерного давления жидкости/газа, идеализированы . Усл. малых перемещений: заданные нагрузки и перемещения не зависят от вызванных ими деформаций. Наибольшего внимания требуют расчеты тонкостенных изгибаемых конструкций, т.к. в них возможно достижение предельного состояния до того как изменение геометрии тела повлияет на направление и величину гр.усл. Мех. Гр.усл. делятся на : а)кинематические- перемещения/углы поворота на границах модели или в объеме. б) статические- ограничение величины перемещений(докум), совместное перемещение; приложение сосредоточ. или распред. усилий. В задаче термоупругости исх. информ- распред. температур в объеме тела + α+ . Все гр.усл., кроме всестороннего расширения имеют векторные характер(величина и направление).Напр. в SS направление не имеет знака(это прямая)его имеет величина(±) .Гр.усл. ориентируются относительно объекта приложения и справочной геометрии(ск,пл-ть,ось),если она выбрана совместно с объектом, если не выбрана, то ориентация происходит относительно глобальной СК.