Mapped Meshing In Ansys? Two Kinds Or More?

[Chilavert 0]

Привет всем!

Вообщем есть такая проблема:

На основании исходной геометрии строим упорядоченную сетку.

Проанализировав все варианты, перекопав весь раздел Mapped and Free Meshing Guide ANSYS Release 10 Documentation

Нашел два относительно приемлемых способа построения сетки:

Для примера бралось число порядка 24 сегментов на сторону.

1. Просто на основании LADD линий строим якобы четрырехугольник. На выходе порядка 600 элементов.

2. Строим "сердцевину" куба так, чтобы при построении "оживальных" по отношению к сердцевине сеток и сгущения элементов сами элементы не вырождались. На выходе те же порядка 600 элементов.

А теперь самое интересное. Из логики следует, что любые внутренние усилия в такой пластине распределяются на скругления по нормали к ним. То, что свободное разбиение дает Ерунду полную можно увидеть лишь глянув на него(те же 24 деоения на сторону и ПОЧТИ 800 ЭЛЕМЕНТОВ!):

Проанализировав обе сетки можно сделать выводы:

1. Способ: Гораздо меньше телодвижений, НО! 4 крайних элемента ВЫРОЖДЕНЫ, и хотя их число вроде и невелико (0,69%), но если мы запрограммируем все это в скрипт на APDL через какой-то глобальный параметр густоты сетки (как по логике и нужно делать всегда), отладив скрипт, мы будем сгущать сетку - АНСИС вылетит с ошибкой (уже где-то после 35-40 делений, проверял) из-за этих самых элементов, т.к при достаточно малых размерах элемента все четрыре точки сойдутся почти в ноль-и даже увеличением Tolerance мы это не уберем. Да и сама сетка, как по мне как-то криво передает усилия на углах, а если еще состыкуется с такой же сеткой, то в тех самых четрех точках мы получим концентраторы напряжений.

2. Способ: ГОраздо больше возни с построением дополнительных линий, подбором размеров сердцевины.Вместо одной поверхности имеем пять.

НО! В этом случае нет вырожденных элементов. Соотношение сторон у большинства элементов 0,5-0,7 что достаточно хорошо.Минимум 0,5, что по аналогии с ICEM CFD позволяет характеризовать сетку как Fine (по качеству), сама сетка более похожа на реальную передачу усилий в плоскости. Но опять же, в сердцевине элементы в два раза больше чем на краях, что не есть гут, и стыковочные элементы по углам с сердцевиной перекошены, что не есть хорошо, хотя Element Check Ansys`а они проходят.

Вот какую из сеток использовать ума не приложу. Все это делается под глобальную задачу расчета сложной панели -там таких элементов пруд пруди.

Идеалом было бы сравнить результаты расчета на всех сетках с натурными испытаниями, но сделать это нет возможности. Вообщем склоняюсь ко второму методу, но хотелсь бы услышать мнение и советы всех, кому это интересно.

Заранее 10х за ответы!

ЗЫ: Варианты: Используй ICEMCFD, загони все это в Настран не предлагать!!!

Изменено 8 апреля 2006 пользователем Chilavert

[Гость ISPA]

Из того набора сеток, который вы привели, на мой взгляд, лучшей является сетка второго варианта.

А как вы оцениваете вот такой вариант?

[Chilavert 0]

Ну неплохо, получше первого варианта, но похуже второго из-за тех самых 16 вырожденных 8 node угольников, из-за которых могут вылетать ошибки.

Кстати, интересно, как получается такая сетка в Ансис?

Видно, что комбинация линий не такая, как в двух предыдущих, т.е четырехугольник построен немного по другому, и деления назначены тоже по иному.

[Гость ISPA]

Чтобы обозначить точки отсчета для дальнейшего разговора. Скажите, исходя из вашего опыта, какая сетка лучше.

[Vova 419]

Вторая сетка получе будет, чем первая.

Во второй можно много чего поправить. Треугольников не нужных много, отверстия я бы так не стал делать.

[Dyakonenko K.U. 0]

Такую пластинку лекго можно разбить вообще без треугольников, а отверстия и скругления на углах "обойти" 1-2 рядами упорядоченных прямоугольников.

В ансисе можно порезать пластинку на части и так добиться требуемого. Мороки много но возможно. С 3D моделью я бы и браться не стал. Лучше действительно задействовать сеточный генератор - Hyper Mesh или ICEM.

[Гость ISPA]

С 3D моделью я бы и браться не стал.

Простой пример для 3D.

Такую пластинку лекго можно разбить вообще без треугольников, а отверстия и скругления на углах "обойти" 1-2 рядами упорядоченных прямоугольников.

Если это возможно. Картинку покажите.

[Islander 2]

Как вам такая сеточка?

[Гость ISPA]

Прекрасная сетка.

[Dmitry_sh 0]

Я думаю что нужно разбивать фримешером и не париться. Разработчики ANSYS в состоянии были написать грамотный алгоритм. Не надо изобретать велосипед. Вторая сетка у Chilavert лучше.

[Гость ISPA]

Я думаю что нужно разбивать фримешером и не париться.

Сетку покажите.

Предлагаю такой вариант при моделировании отверстий.

[Islander 2]

Dmitry_sh

Фримешем объемную деталь на кирпичи разобьете?

[Гость ISPA]

Зачем сразу на кирпичи. Хотя бы на квадратики такую модель.

[Islander 2]

Без дополнительных построений (разбиения поверхностей, в частности) в классике ANSYS'а на регулярные "квадратики" с помощью free (см. модель ИСПА) не побить...

Разработчики ANSYS не несут ответственности за Вашу модель, интерпретацию результата и вводимую информацию. Т.е. за качество модели, результат и анализ расчета "парить" будут Вас.

Это я к тому сказал, что не нашло у меня понимания позиция "Бей фримешем и не парься".

[Chilavert 0]

Как вам такая сеточка?

<{POST_SNAPBACK}>

Сеточка - пальчики оближешь! А можно поподробнее как делалось то? То, что вокруг отверстий отдельные площади, и там билось как квадрат, то понятно, а как с основной фигурой со скруглениями то? Особенно на скруглениях. Если есть кусок скрипта на APDL было бы вообще Супер!

А какая FEA используется - уже по одному лишь бэкграунду видно, что не Ансис, что-то похожее на FEMAP+Nastran, я бы даже сказал NX Nastran, ну или FEMAP версии так 9?

[Islander 2]

Нету никаких секретов (да и макроса на APDL тоже. Вещица довольно простая... Бльше времени на составление макроса убьешь, чем на разбивку...). Все Вы правильно поняли, насчет построения. Правила довольно простые, как-то:

1) Не ленитесь резать поверхности (но и не увлекайтесь разбиением на примитивы);

2) Минимум пять элементов на четверть окружности (в случае если поверхностные элементы четырехузловые). Угол, образующейся стороной КЭ и касательной к окружности не более 15 (на глазок).

3) При разбиении сперва определитесь с размером КЭ (например прикиньте сколько элементов Вы хотите видеть на скруглениях. Знаю длину дуги = знаете линейный размер КЭ. Выставляете в Global Size;

4) Скругления разбил так. "Нарезал" сектор (в принципе легко резать используя операции построения линии из точки нормально линии и деления поверхности по всем линиям). Разбил сначала прямоугольные области, потом сектор (фримеш. Size control - Lines Set). Образование треугольников означает, что на одной из сторон либо избыток, либо нехватает еще одного "деления NDIV" для того, чтобы "вывести" элемент на эту сторону (он и "замыкается" в треугольник, уходя как-бы в сторону). Уменьшите на 1 разбивку грани поверхности - глядите результат.

5) Попробуйте на Вашем 2 варианте разбивке построить из углов внутреннего прямоугольника нормали к внешним граням (или линии из вершин прямоугольника к концам скругления) Порезать поверхности и разбить; На глазок, оптимальное кол-во эементов на линии скругления ~ 6 штук (учитывая размеры других КЭ).

6) И еще...Может самое важное! В модели лонжерона (см. Ваше 1 сообщение) самое такое "неудобное" место для разбивки, это место "перемычки" образованные сторонами квадрата и окружностью Большого радиуса. Тем не менее модель лонжерона можно (и нужно) бриками (кирпичами)... Не забывайте про КЭ Mesh200 ;)

ps А у ИСПА FEA естественно ИСПА!!! :)))

[Гость ISPA]

Я хочу только добавить, что при создании КЭ сетки в данном случае использовался автоматический генератор. В этих сетках нет ручного труда.

[Dmitry_sh 0]

asds

Если в детали будут сферические поверхности, то для апроксимирования их кубиками уйдет уйма элементов, а вот тетраэдрами - другое дело. А для более простой геометрии, можно фиксировать на гранях детали нужное количество элементов и бить опять же free.

[Chilavert 0]

Привет всем!

Вообщем СПАСИБО огромное всем, особенно asds!

Попробовал, таки плоучилось! Сделал на APDL все это, времени ушло не так и много: в обед минут 30 и вечером часа два, :-) зато поучительно остальным (если захотят конечно)

Проверено в 9м и 10м Ансисе, но должно пахать и в более низких (скрипт ведь а не *.db!)

Вообщем, как по мне, то получилось бить нужно на 20 площадей :-)

Единственное, что я протупил - так это нижняя площадь состоит из 3х линий (верхняя сторона), поэтому ее удаляем (лень было все переделывать!) и на ее месте делаем 2 новые, как и нужно. Это в самом низу.

Кстати, может кто и не знает: запускаем Аню, в /File/Read input From - указываем текстовый файл с текстом, что содержится ниже - смотрим, любуемся, наслаждаемся результатом и критикуем!

И последнее, из плюсов APDL - в процессе отладки и экспериментов с кол-вом делений (N-это число делений на ФАСКЕ, все остальное автоматом в пропорции к размерам), получается, что лучше всего нечетное кол-во раз, и уменьшение, а не увеличение, на прямых линиях, образующих площади со свободным разбиением - два, т.к. длина деления на радиальной линии больше, для выравнивания размеров это и сделано.

Пробовал и делать глобальный параметр SIZE для свободного разбиения - эт0 только путает и ухудшает сетку.

И еще, на 2D сетке все эти свободне разбиения хорошо! Но в объеме сетка может и поплыть, а что там внутри не видно. Можно, конечно Extrude Elements сделать, но опять же это для паралелпипедоподобных фигур, и проблем тоже много.

Есть ли другие способы? Ведь в конечном итоге все равно 3D нужно... Заранее 10х.

Grazie Ragazzi!

/filnam, 2D_Plate

/title, 2D PLate

/units, SI

/prep7

! Setting Global Dimensions

L=0.5 ! Length of Side

r=0.05 ! Radii of Fillet

N=9 ! GLOBAL NUMBER of DIMENSIONS, must be odd

! Building Model

K,1,0,0,

K,2,L,0,

K,3,L,L,

K,4,0,L

K,5,2.5*r,L-r,

K,6,L-2.5*r,r,

L,1,2

L,2,3

L,3,4

L,4,1

LFILLT,1,2,r,9

LFILLT,2,3,r,12

LFILLT,3,4,r,15

LFILLT,4,1,r,18

K,19,L-2.5*r,2.5*r,

K,20,L-r,2.5*r,

K,21,2.5*r,L-2.5*r,

K,22,r,L-2.5*r,

K,23,2.5*r,2.5*r,

CYL4,1.75*r,L-1.75*r,0.5*r,45,,135,

ADELE,1,

LDELE,10,11,

KDELE,26,

CYL4,1.75*r,L-1.75*r,0.5*r,-135,,-45,

ADELE,1,

LDELE,11,12

LARC,25,26,28,0.5*r

LARC,27,24,28,0.5*r,

CYL4,L-1.75*r,1.75*r,0.5*r,45,,135,

ADELE,1,

LDELE,14,15,

KDELE,31,

CYL4,L-1.75*r,1.75*r,0.5*r,-135,,-45,

ADELE,1,

LDELE,15,16,

LARC,30,31,33,0.5*r

LARC,32,29,33,0.5*r

L,13,15,

L,15,14,

L,11,12,

L,12,10

L,15,5,

L,5,12,

L,15,22,

L,22,21

L,21,5

L,5,24

L,15,25,

L,22,26,

L,21,27,

L,21,23,

L,23,19,

L,19,20

L,20,9,

L,9,6,

L,6,19,

L,19,30,

L,20,29,

L,9,32,

L,6,31,

L,20,12,

L,22,18,

L,9,8,

L,9,7,

L,18,16,

L,18,17,

K,34,2.5*r,r,

L,18,34,

L,34,23,

L,34,6,

AL,7,17,18,

AL,19,6,20

AL,42,5,43,

AL,44,45,8

AL,3,19,22,21,17,

AL,27,21,26,9,

AL,12,26,25,29,

AL,29,24,28,10

AL,28,23,27,11,

AL,4,18,23,41,44

AL,24,30,47,46,41,

AL,25,22,40,32,31,30,

AL,31,35,48,47,

AL,45,46,48,34,43,1,

AL,40,20,2,42,33,

AL,32,37,13,36,

AL,36,15,39,35,

AL,14,38,34,39,

AL,16,37,33,38,

! Setting Material Properties

UIMP,1,EX,,,2e11

UIMP,1,NUXY,,,0.3

ET,1,PLANE82

R,1,3.125e-3

! Begin of Meshing FREE on Fillets

MSHKEY,0

MSHAPE,0,2D

LSEl,S,LINE,,5,8,1

LESIZE,ALL, , ,N, ,1, , ,1,

LSEl,S,LINE,,17

LSEl,A,LINE,,19

LSEl,A,LINE,,45

LSEl,A,LINE,,43

LESIZE,ALL, , ,N-1, ,1, , ,1,

LSEl,S,LINE,,18

LSEl,A,LINE,,20

LSEl,A,LINE,,42

LSEl,A,LINE,,44

LESIZE,ALL, , ,N-2, ,1, , ,1,

ASEL,ALL,

AATT,1,1,1,0,

ASEL,S,AREA,,1,4,1,

Amesh,All

! Setting number of divisions for mapped meshing

MSHKEY,1

LSEL,S,LINE,,26,29,1,

LESIZE,ALL, , ,(N-1)/2, ,1, , ,1,

LSEL,S,LINE,,9,12,1

LSEL,A,LINE,,23,25,1

LSEL,A,LINE,,21

LESIZE,ALL, , ,N, ,1, , ,1,

ASEl,S,AREA,,6,9,1

AMESH,ALL

LSEL,s,LINE,,13,16,1,

LSEL,A,LINE,,32,35,1,

LESIZE,ALL, , ,N, ,1, , ,1,

LSEL,S,LINE,,36,39,1,

LESIZE,ALL, , ,(N-1)/2, ,1, , ,1,

ASEl,S,AREA,,16,19,1,

AMESH,ALL

LSEL,S,LINE,,22

LSEL,A,LINE,,40,41,1

N1=((L-3.5*r)/(1.5*r))*N

LESIZE,ALL,,,N1,,1,,,1,

LSEL,S,LINE,,30,31,1

LSEL,A,LINE,,48,

N2=((L-5*r)/(1.5*r))*N

LESIZE,ALL,,,N2,,1,,,1,

LSEL,S,LINE,,46,47,1

LESIZE,ALL,,,N,,1,,,1,

N3=((L-2*r)/(1.5*r))*N

LSEL,S,LINE,,1,4,1

LESIZE,ALL,,,N3,,1,,,1,

! Mapped Meshing at other areas of Plate

ASEL,ALL

APLOT

LSEL,ALL

LCCAT,25,30,

LCCAT,31,32,

AMESH,12

LCCAT,30,47,

AMESH,11

LCCAT,41,23,

AMESH,10,

LCCAT,21,22,

AMESH,5

LCCAT,40,33

AMESH,15

AMESH,13

! It`s my bug :-) Bottom areas side consists of 3 lines, so they deleted and splitted and meshed

ADELE,14

LDELE,1

K,35,2.5*r,0,

L,17,35

L,35,7

L,35,34

LSEL,S,LINE,,1

LESIZE,ALL,,,N,,1,,,1,

LSEL,S,LINE,,56

LESIZE,ALL, , ,N-1, ,1, , ,1,

LSEL,ALL

LPLOT

AL,1,45,46,56

AMESH,14

LSEL,S,LINE,,55

LESIZE,ALL,,,N1,,1,,,1,

LSEL,ALL

LPLOT

AL,56,48,34,43,55

LCCAT,48,34,

AMESH,20

[Dyakonenko K.U. 0]

Если еще кому интересно, вот так я люблю обходить отверстия.

Однако конечно же это требует ручной работы...