!function(f,b,e,v,n,t,s) {if(f.fbq)return;n=f.fbq=function(){n.callMethod? n.callMethod.apply(n,arguments):n.queue.push(arguments)}; if(!f._fbq)f._fbq=n;n.push=n;n.loaded=!0;n.version='2.0'; n.queue=[];t=b.createElement(e);t.async=!0; t.src=v;s=b.getElementsByTagName(e)[0]; s.parentNode.insertBefore(t,s)}(window, document,'script', 'https://connect.facebook.net/en_US/fbevents.js'); fbq('init', '366319058984917'); fbq('track', 'PageView'); (function(w,d,s,l,i){w[l]=w[l]||[];w[l].push({'gtm.start': new Date().getTime(),event:'gtm.js'});var f=d.getElementsByTagName(s)[0], j=d.createElement(s),dl=l!='dataLayer'?'&l='+l:'';j.async=true;j.src= 'https://www.googletagmanager.com/gtm.js?id='+i+dl;f.parentNode.insertBefore(j,f); })(window,document,'script','dataLayer','GTM-5M6SH59');
5 minutes read
5 grudnia 2017

Kilka przydatnych uwag o siatce MES

5 minutes read

Niedawno sprawdziłem, jakie tematy są popularne na moim blogu i wygląda na to, że meszowanie cieszy się dużym zainteresowaniem 🙂

Stwierdziłem również, że spróbuję nieco innego stylu pisania. Dlatego dzisiejszy post to raczej zbiór kilku krótkich idei, a nie długi artykuł o czymś. Dajcie mi znać w komentarzach poniżej, jeśli w przyszłości chcecie przeczytać więcej postów w tym stylu 🙂

Kilka przydatnych idei o siatce MES:

Mądrze dobierz typ elementu skończonego!

Odnoszę wrażenie, że z jakiegoś powodu elementy bryłowe są strasznie nadużywane. Dotyczy to zwłaszcza cienkich ścianek, w których elementy płytowe/powłokowe są po prostu lepsze.

Wydaje mi się, że wielu ludzi utożsamia siatkę bryłową (zwłaszcza sześcienną) z jakością. Jednak w przypadku większości modeli z cienkich blach elementy 2D dają zdecydowanie lepsze wyniki (i do tego mamy w modelu mniej węzłów).

Warto pamiętać, że w przypadku elementów bryłowych należy mieć kilka elementów po grubości ścianki, żeby móc poprawnie analizować np. zginanie. Na ogół nie chcemy używać tak małej siatki!

Używaj rozsądnej liczby elementów skończonych!

Odnoszę wrażenie, że ludzie na ogół albo całkowicie ignorują jakość siatki, albo mają kompletnego bzika na jej punkcie. Sztuka polega na tym, żeby zwiększyć liczbę elementów tam, gdzie gwałtownie zmieniają się naprężenia. Jeśli naprężenia są mniej więcej stale, duże elementy są wystarczające.

Meshing 101: Mesh convergence chart

To oczywiście nie jedyna wytyczna. Należy pamiętać też o wyboczeniu, które może wystąpić w strefach „stałych naprężeń”. Tam również należy zadbać o „rozsądną” siatkę MES.

Meshing shells: Mesh refinement in LBA analysis

Na ogół jednak umiemy określić, gdzie coś się będzie działo w naszym modelu. Nie przesadzaj po prostu z siatką i używaj rozsądnej liczby elementów. Zbyt mała liczba prowadzi do błędów w wynikach, zbyt duża natomiast wydłuża czas obliczeń w nieskończoność… lub przynajmniej w „praktycznie nieskończoność” 🙂

Jeśli interesują Cię zagadnienia zbieżności MESa, koniecznie zajrzyj na mój darmowy kurs podstawowego MESa (w języku angielskim). Możesz się do niego zapisać pod tym artykułem.

Pamiętaj o węzłach, które mogą się przydać

Podczas meszowania modelu nie zapomnij o stworzeniu węzłów, których będziesz potrzebować. Może chciałbyś zadać obciążenie lub warunki brzegowe na środku płyty – dobrze byłoby mieć tam węzeł MES.

Na ogół siatkujemy modele na podstawie geometrii. Warto więc pamiętać, żeby stworzyć punkt geometryczny w miejscach, w których chcemy dodać obciążenia/podpory. Dzięki temu również w siatce MES zostanie tam stworzony węzeł.

To również dobry moment, żeby wspomnieć, że przypisywanie obciążeń i warunków brzegowych do geometrii ma wiele sensu. Jeśli później przesiatkujesz model (żeby np. uzyskać lepszą siatkę), nie będziesz musiał nic ponownie definiować.

Nie bój się punktowych obciążeń/podpór

Jeśli czytałeś książkę do MESa lub brałeś udział w kursie o MESie, na pewno słyszałeś: nie używaj podpór punktowych!

Wiesz, że „punkt ma zerową powierzchnię, więc naprężenia w tym obrębie są nieskończone”. Chociaż jest w tym sporo prawdy, zasada ta ma spore ograniczenia, jeśli chodzi o zastosowanie.

Widzisz, istnieje jeszcze genialna zasada Saint-Venanta. Mówi ona, że jeśli jesteś „wystarczająco daleko”, nie ma znaczenia, jak przykładałeś obciążenia/warunki brzegowe (tak długo, jak są one „statycznie takie same”).

W skrócie oznacza to, że jeśli przyłożysz siłę do punktu, to w pewnej odległości od tej siły otrzymasz takie same wyniki, jakie otrzymałbyś od siły przyłożonej do powierzchni.

Meshing - Saint Venant's Principle

Zawsze pozostaje tu oczywiście pytanie „jak daleko jest już wystarczająco daleko?”, na ogół jednak po prostu to widać! Uważaj tylko na powłoki… są nieco kłopotliwe, jeśli chodzi o stosowanie tej techniki 🙂

Redukcja modelu nie jest oznaką słabości!

Zanim jeszcze zaczniesz meszować model, zastanów się, czy naprawdę potrzebujesz tych wszystkich śmieci. Nie wiem jak Ty, ale ja czasami staram się być boski z moimi ogromnymi modelami. Wiesz… zrobić jeden model wszystkiego, nacisnąć „policz” i dostać odpowiedź na wszystkie pytania, jakie ludzkość mogłaby kiedykolwiek mieć.

Ciągle nad tym pracuję, więc jeśli masz podobny problem, może powinniśmy popracować nad nim razem?

Na ogół niektóre części modelu można spokojnie usunąć albo zamienić na coś prostszego (masę skupioną, element belkowy…).

Warto dodać, że zawsze, gdy możesz, powinieneś używać symetrii! Za każdym razem, gdy tego nie robisz, mały MESowy kotek nie dostaje swojego ciasteczka.

Meshing with FEA kitten... I know, this is a serious blog... and I'm a dog person myself... But you know - research shows that posts with kittens are more popular... I just couldn't resist :)

* Przyznaję, że przeczytałem gdzieś, że małe kociaki zwiększają poczytność bloga 😛

Tylko nie przekarm kotka! Pamiętaj, że jeśli model jest symetryczny, to jeszcze nie oznacza, że możesz użyć symetrii. Również wyniki z modelu muszą być symetryczne! Uważaj zwłaszcza na wyboczenie i analizę drgań!

Udało się, to koniec 🙂

Daj mi znać w komentarzach, co sądzisz o postach w tym stylu.

Jeśli masz jakieś pytania, pisz śmiało, postaram się pomóc 🙂

Chcesz nauczyć się więcej?

Jeśli interesujesz się MESem, możesz dowiedzieć się kilku przydatnych rzeczy ma moim darmowym kursie. Możesz się do niego zapisać poniżej:

Author: Łukasz Skotny Ph.D.

Mam ponad 10 lat doświadczenia w praktycznym wykorzystaniu MES w projektowaniu (prowadzę własne biuro projektowe), a do tego przez dekadę byłem wykładowcą na Politechnice Wrocławskiej. Obecnie tutaj dzielę się swoją wiedzą z inżynierii i MES dzięki kursom oraz na blogu!

Read more

Stateczność konstrukcji stalowych da się lubić...

Zapisz się na darmowy kurs ze stateczności

Join the discussion

Comments (4)

Radek - 2018-07-17 18:03:27

Hej.
Zgadza się - pisząc PSO miałem na myśli płaski stan odkształcenia.
Póki co za dużo pracy na głowie, żeby zacząć testować Femapa, ale znając jego cenę to domyślam się że jest pod względem siatkowania dużo bardziej zaawansowany;)
Jeśli mogę dołożyć jakąś uwagę od siebie do rozwoju blogu, to przydałoby się automatyczne informowanie na maila o odpowiedzi do komentarza, bo jak się czyta kilka artykułów, a tylko pod jednym zostawi komentarz i zapomni pod, którym to potem jest troszkę szukania.

pozdrawiam
Radek

Reply
Łukasz Skotny Ph.D. - 2018-07-17 18:18:13

Cześć!

Z tym automatycznym powiadomianiem to myślałem że już to jest :p
hmmm... muszę "poszperać" i "popytać" - nie wiem czy sam będę umiał to zrobić, ale może sa jakies wtyczki do tego :)

Dzięki za sugestie!
Ł

Reply
Radek - 2018-07-13 12:50:03

Cześć!
Dla mnie chyba za krótko, choć faktycznie jest sama kwintesencja, ale czasami warto też poznać różne rzadziej stosowane "smaczki".

Odnośnie uproszczeń (jak np/ symetria) można też wspomnieć o PSO, który przydaje się przy liniowych obiektach obciążonych liniowo pod długości.

Btw, to mówiąc o siatkowaniu można tutaj pochwalić twórców Robota za tak rozbudowane opcje przy siatce i możliwość automatycznych lokalnych dogęszczeń za pomocą tzw. emiterów, bo wiem, że nie każdy program analizujący obiekty shellowe to posiada.

Pozdrawiam
Radek

Reply
Łukasz Skotny Ph.D. - 2018-07-14 15:47:32

Cześć!

Dzięki za uwagi - czasami takie posty też się będą pojawiały, ale z dłużyszch artykułów raczej nie zrezygnuję ;)

Rozumiem że PSO to "płaski stan odkształcenia"? Stanowczo za dużo na świecie 3 literowych skrótów : P

Wydaje mi się że w budownictwie taki manewr to może być sporo - ale jak się spojrzy na to co można z siatkowaniem zrobić w np. Femapie to Robot jest zaledwie "zabawny". Nie wiem jak to wygląda w wielu programach, ale takie lokalne dogęszczanie siatki to chyba dośc powszechny feature. Bardziej bym się zastanawiał co się dzieje z siatką pomiędzy tym lokalnym zagęszczeniem a "nie zagęszczeniem" - bo tam jakość to może być niezły meksyk... na szczęscie to nie ma aż takiego znaczenia :)

pozdr
Ł

Reply

Zapisz się na mój Newsletter

otrzymasz darmowy kurs ze stateczności konstrukcji stalowych