Рис. 4.2 Масштабированное разбиение поверхности
Если поверхность ограничена больше чем четырьмя линиями, она не может иметь масштабированного разбиения. Однако, некоторые из линий могут быть объединены или "связаны", для снижения общего количества линий до четырех. Каскад линий мы обсудим позже в этой главе.
Предложенная альтернатива использования каскада линии должна использовать команду [AMAP], для масштабированного разбиения поверхности, выбирая три или четыре угла поверхности. Этот метод внутренне связывает, все линии между точками. (Упрощение масштабированного разбиения описано ниже в этой главе.)
Деление линии для масштабированного разбиения.
Вы должны установить равное число делений линии на противоположных краях поверхности (или определять деления линии, чтобы соответствовать одному из образцов перехода) чтобы достигнуть масштабированного разбиения. Вы не обязательно должны определить деление на всех линиях. Пока требуется масштабированное разбиение, [MSHKEY, 1] программа будет преобразовывать деления линии от одной линии до противоположной линии, и будет производить разбиение в смежных поверхностях [AMESH]. Программа также произведет согласование делений линии от установки команд [KESIZE или ESIZE].
Та же самая иерархия, которая применялась к [LESIZE, ESIZE, и т.д], также будет применяться к преобразованным делениям линий. Таким образом, в примере, показанном на рисунке 4.3, деления линий, установленные командой [LESIZE] преобразованные от линии 1 к линии 3 изменит деление линий, установленные командой ESIZE.
Рис. 4.3 Преобразование управления разбиением
В качестве примера приведем небольшую программу
MSHKEY,1 масштабированное разбиение
ESIZE,,10 установлено 10 делений
LESIZE,1,,,20 установлено 20 делений для линии1
AMESH,1 20 делений будет установлено для линии3
См. инструкции по использованию команд [MSHKEY, и LESIZE] , и описание команды AMESH.
Каскад Линии
Если поверхность ограничена более, чем четырьмя линиями, вы можете объединять [LCOMB] или связывать [LCCAT] некоторые из линий, чтобы уменьшить общее количество линий до четырех. Всякий раз, когда применение LCOMB разрешается, (то есть когда линии - касательная и присоединена к тем же самым поверхностям), это вообще предпочитается по LCCAT. LCOMB может также использоваться для не касающихся линий, но узел не обязательно будет произведен в резком перегибе на линии.
Связывание линии: Команда [LCCAT]. Интерфейс: Main Menu > Preprocessor >-Meshing-Mesh >-Areas-Mapped >-Concatenate-Lines
Примечание - команда LCCAT не поддерживается для импортированных моделей, с использованием функции по умолчанию в формате IGES [IOPTN, IGES, DEFAULT]. Однако, вы можете использовать команду LNMERGE для связывания линии в моделях, импортированных из файлов САПР.
Объединение линий: Команда [LCOMB] Интерфейс: Main Menu > Preprocessor >-Modeling-Operate >-Booleans-Add > Lines
Рассмотрим пример, приведенный на рис. 4.4, в котором поверхность ограничена шестью линиями. Две из этих линий могут быть объединены, и две другие связывали для того, чтобы поверхность была ограничена четырьмя линиями, подходящего для масштабированного разбиения.
Рис. 4.4 Объединение и комбинирование линий для масштабированного разбиения
Узел будет произведен везде, где есть точка присоединения к линии, поверхности, или объему. Поэтому, связанная линия будет иметь, по крайней мере столько делений, сколько определено неявно точек на этой линии. Программа не будет позволять вам передавать меньшее число делений на такую линию. Если глобальный размер элемента [ESIZE] определен, это относится к вашим первоначальным линиям, не к связанной линии.
Рис. 4.5 Команда ESIZE, обращается к первоначальным (не связанным) линиям
Деления линии непосредственно не могут быть назначены на связанные линии. Однако, деления могут быть назначены на комбинированные линии [LCOMB]. Поэтому, есть некоторое преимущество для использования комбинирования линии вместо связывания.
Упрощения для масштабированного разбиения поверхности.
Команда [AMAP] предлагает самый легкий способ получить масштабированное разбиение. AMAP (Main Menu> Preprocessor >-Meshing-Mesh >-Areas-Mapped > By Corners), использующая точки как углы и внутренне связывающие все линии между точками. Поверхность автоматически будет разбита со всеми четырехугольными, или со всеми треугольными элементами. (установки команды MSHKEY не требуются). Те же самые правила AMAP и для масштабированного разбиения при связанных линиях.
Р ассмотрите пример, представленный ранее для связанных линий, но теперь для разбиения AMAP методом. Заметьте, что есть множество линий между выбранными точками. После выбора поверхности, точки 1,3,4, и 6 могут быть выбраны в любом порядке, и масштабированное разбиение будет автоматически создано.
Рис. 4.6 Упрощенное масштабированное разбиение (AMAP)
Не требуется объединять линии до действия AMAP, объединение сделано внутренне и затем удалено, список линии поверхности оставлен неизменным.
Примечание - команда AMAP не поддерживает импортированные модели, с функцей импорта в формате IGES по умолчанию [IOPTN, IGES, DEFAULT].
Переходное прямоугольное масштабированное разбиение
Другой способ создать масштабированное разбиение поверхности состоит в том, чтобы определить деления линии на противоположных сторонах поверхности так, что деления разрешают переходное, четырехугольное разбиение. Переходное, четырехугольное разбиение применимо только к четырехугольным поверхностям (с объединением или без объединения линий). Некоторые примеры показаны на рисунке 4.7.
Рис. 4.7 Пример переходных четырехугольных масштабированных разбиений
Чтобы достичь переходного четырехугольного масштабированного разбиения вы должны использовать тип элемента, которые поддерживают форму четырехугольника, устанавливает масштабированное разбиение [MSHKEY, 1], и позволяет устанавливать опцию формы четырехугольники [MSHAPE, 0, 2D]. (Если Вы хотите создать переходное треугольное разбиение, см. следующий раздел.) Кроме того, указанные деления линии должны соответствовать одному из шаблонов, показанных на рисунке 4.8.
Рис. 4.8 Шаблоны переходного разбиения
Четырехугольный элемент - доминирует при свободном разбиении [MSHAPE, 0 и MSHKEY, 0] автоматически ищет четырехсторонние поверхности, которые соответствуют этим образцам перехода. Если поверхности найдены, поверхность разбивается с переходными четырехугольными элементами, если результирующие элементы не будут иметь низкое качество (в этом случае нужно проводить свободное разбиение).
Переходное контролируемое разбиение с треугольными элементами.
Переходное контролируемое разбиение с треугольными элементами также широко применяется для разбиения поверхности. Как переходное разбиение с четырехугольными элементами, применимо только к четырехсторонним поверхностям, и указанные деления линии должны соответствовать одному из образцов, показанных на рисунке 4.8, достигается переходное разбиение с треугольными элементами. Вы должны использовать тип элемента, который поддерживают треугольную форму, устанавливает ключ контролируемого разбиения [MSHKEY, 1], и установки формы элементов соответствуют треугольникам [MSHAPE, 1,2D].
Рис.4.9 (b), иллюстрирует переходное треугольное контролируемое разбиение. Когда вы запрашиваете разбиение с треугольными элементами, ANSYS фактически начинает разбиение с четырехугольными элементами, и затем автоматически разделяет четырехугольные элементы на треугольники. Рис. 4.9 (a) показывает четырехугольное разбиение, которое использовалась как базис для треугольного разбиения, показанного на рисунке 4.9 (b). Рис. 4.9 (c), показывает треугольное разбиение, с четырехугольными элементами, наложенными на них. Пунктиры представляют границы четырехугольных элементов, что ANSYS разделил на треугольники.
Рис.4.9 Соотношения между переходным разбиением с четырехугольными элементами и переходным треугольным разбиением.
4.3. Контролируемое разбиение объемов
Для разбиения объемов со всеми шестигранными (кирпичными) элементами, должны быть удовлетворены следующие условия:
А). Объем должен иметь форму кирпича (ограниченный шестью поверхностями), клина или призмы (пять поверхностей), или тетраэдра (четыре поверхности);
B) объем должен иметь равные количества элементов, на противоположных сторонах, или иметь число элементов, соответствующее одному из образцов для шестигранного разбиения. На рис. 4.10 приведены примеры разбиений различных форм объемов и чисел элементов на их гранях. Образцы переходных шестигранных разбиений описаны позже в этом разделе.
С . Число элементов на треугольных поверхностях должен быть равным, даже если объем - призма или тетраэдр,
Противоположные грани должны иметь равные числа элементов
Рис. 4.10 Примеры чисел элементов для контролируемого разбиения объема
Объединение поверхностей.
Как и линии, вы можете объединять [AADD] или связывать [ACCAT] поверхности, если вам необходимо уменьшить число поверхностей объема для контролируемого разбиения. Если есть линии, ограничивающие смежные поверхности, линии должны быть также связаны. Вы должны сначала связать поверхности, затем связать линии. Эта процедура иллюстрирована простой программой, приведенной ниже:
Сначала, свяжите поверхности для контролируемого разбиения объема:
accat,…
Затем, свяжите линии, ограничивающие поверхности:
lccat,…
lccat,…
VMESH,…
Примечание - Всякий раз, когда применяется AADD (то есть когда поверхности–плоские), это вообще предпочитается по accat. (Деления линии будут перемещены от одного края до другого, как описано ранее.)
Как показано в простой программе, приведенной выше, объединение линий [LCCAT] обычно требуются после объединения поверхностей [ACCAT]. Однако, если обе связанные поверхности ограничены четырьмя линиями (не связанными линиями), связывание линий будет сделано автоматически. Так как обе поверхности на рисунке 4.11 ограничены четырьмя линиями, связывание линий [LCCAT] не требуется. Обратите внимание, что удаление связанной поверхности автоматически не удаляет связанные линии,
.
Рис. 4.11 Связывание поверхностей, используемых для контролируемого разбиения объема. Линии автоматически связаны связыванием поверхности [ACCAT], потому что обе поверхности ограничены четырьмя линиями
Чтобы связать поверхности, используйте один из следующих методов;
Команда ACCAT. Интерфейс:
Main Menu> Preprocessor > Concatenate> Areas
Main Menu > Preprocessor >Mesh > Mapped > Areas
Примечание - команда ACCAT не поддерживает модели, импортированные с использованием импорта в формате IGES по умолчанию [IOPTN, IGES, DEFAULT]. Однако, вы можете использовать команду ARMERGE, чтобы слить две или более поверхностей в моделях, импортированных из файлов САПР. Знайте, что, когда Вы используете команду ARMERGE, на месте удаленной точки между объединенными линиями, вряд ли будет узел!
Чтобы добавить поверхности, используйте один из следующих методов:
Команда AADD
Интерфейс:
Main Menu > Preprocessor >-Modeling-Operate >-Booleans-Add > Areas
Cм. инструкции по использованию команд ACCAT, LCCAT, и VMESH.
Переходное разбиение шестигранных объемов
Вы можете разбивать объем, определяя деление линий на противоположных гранях объема так, что деления разрешают переходное разбиение шестигранного объема. Переходное разбиение применимо только к шестигранным объемам (с объединением или без него). Некоторые примеры приведены на рисунке 4.12.
Рис. 4.12 Примеры переходных разбиений шестигранников
Производя переходное разбиение шестигранников, вы должны использовать тип элемента, который поддерживает шестигранную форму. Если вы устанавливаете предварительный выбор формы элемента, чтобы провести разбиение с тетраэдальной формой элементов [MSHAPE, 1, 3D], вы должны установить форму элементов, позволяющую шестигранники [MSHAPE, 0, 3D]. Кроме того, указанные деления линий должны соответствовать одному из шаблонов, показанных на рисунке 4.13.
Примечание: Даже, если вы определяете свободное разбиение [MSHKEY, 0], ANSYS автоматически ищет шестигранные объемы, которые соответствуют этим шаблонам перехода. Если образец найден, объем будет разбит с переходными, шестигранными элементами, если результирующие элементы не будут иметь низкое качество
Примечание: Как показано на рисунке 4.13, некоторые из граней объемов не видимы: (грань N5, N9, и N10). Грань N5 - противоположная грань N8; грань N9 - противоположная грань N1; и грань N10 - противоположна грани N2.
Рис 4.13 Шаблоны допустимых переходных разбиений с шестигранными элементами
4.2.3 Некоторые замечания о связанных линиях и поверхностях
Связывание исключительно предназначено как вспомогательное средство для контролируемого разбиения; это - не Булевская операция сложения. Операция связывания должна быть последним шагом, перед разбиением вашей твердотельной модели, потому что объект, полученный от операции связывания, не может использоваться ни в каком последующем действии твердотельного моделирования (отличном от разбиения, очистки, или удаления). Например, линия, созданная командой [LCCAT] не может иметь никаких твердотельных нагрузок, прикладываемых к ней, не может быть частью любой Булевской операции и при этом она не может быть скопирована, перемещена, или повернута командами [xGEN, xDRAG, xRQTAT], или использоваться в другой операции связывания.
Вы можете просто "разбирать" связывание, удаляя линию или поверхность произведенную этой операцией:
Самый быстрый способ удаления связанных линий или поверхностей –
Main Menu > Preprocessor >-Modeling-Delete >-Del Concats > Lines
или
Main Menu > Preprocessor >-Modeling-Delete >-Del Concats >Areas.
Предупреждение: Когда Вы используете этот метод, ANSYS автоматически выбирает все связанные линии или поверхности и удаляет их без предупреждения.
Если вы хотите более эффективно контролировать связанные линии или поверхности, для выбора и удаления используйте один из следующих методов:
Команда : [LSEL, Type, LCCA,,,,, KSWP ] или [ASEL, Type, ACCA,,,,, KSWP].
Интерфейс: Utility Menu> Select> Entities.
Если вы используете диалоговое меню Выбора Объектов, выбираете оба: «Линии» и «Связанный», чтобы выбрать связанные линии. Выберите оба: «Поверхности» и «Связанный», чтобы выбрать связанные поверхности. Если желательно, можно использовать другое средство управления в диалоговом окне, чтобы переделать ваш выбор.
Вы можете удалять все отобранные линии или поверхности [LDELE, ALL] или [ADELE, ALL] по мере необходимости.
Н е смотря на то, что существуют ограничения на выходные объекты, приведенные ранее в этой главе, никакие такие ограничения не действуют на входные объекты при связывании. Однако, входные объекты могут стать "потерянными" или "отделенными", если задействованы объекты более высокого уровня. То есть, если поверхность ограничена пятью линиями (L1-L5), и две из них связаны [LCCAT, 1,2 = > L6], программа больше не будет признавать линии L1 и L2, как присоединенные к этой поверхности. Однако, вы можете снова прикрепить L1 и L2 к поверхности, удаляя L6, чтобы разобрать связку. (См. рис 4.14.)
Рис.4.14 Входные линии становятся "отделенными", при связывании, пока «связка» не уничтожена.
Если вы находите, что связывание становится слишком сложным для ваших действий по моделированию, вы можете получить обычное контролируемое разбиение некоторыми другими средствами, подразделяя поверхность, или объем в соответственно ограниченные объекты, с помощью Булевских операций.
5. Разбиение твердотельных моделей.
Как только вы построили вашу твердотельную модель, установили атрибуты элементов, и установили средство управления разбиением, вы готовы произвести конечно-элементное разбиение. Однако сначала необходимо «спасти» вашу модель прежде, чем вы инициируете разбиение;
Команда SAVE Интерфейс: Utility Menu > File> Save As Jobname.db
Вы можете включить режим "Mesh accept/rejecf», выбирая:
Main Menu > Preprocessor >-Meshing - Mesher Opts.
Эта особенность, которая доступна только в интерфейсе, позволяет вам легко избежать нежелательного разбиения (Дополнительную информацию см. в главе 6).
5.1 Разбиения с использованием команд [xMESH]
Разбивая вашу модель, вы должны использовать операции разбиения, соответствующие объекту разбиения. Вы можете разбивать точки, линии, поверхности, и объемы, с использованием команд и действий в интерфейсе.
Действие
|
Команда
|
Интерфейс
|
Генерация точечных элементов, таких, как MASS21 в точке
|
KMESH
|
Main Menu > Preprocessor >-Meshing – Mesh>Keypoints
|
Генерация элементов на линии, таких, как LINK31
|
LMESH
|
Main Menu > Preprocessor >-Meshing – Mesh>Lines
|
Генерация элементов на поверхности, таких, как PLANE82
|
AMESH
AMAP
|
Main Menu > Preprocessor >-Meshing – Mesh>Areas-Mapped>3 or 4 sided
Main Menu > Preprocessor >-Meshing – Mesh>Areas-Free
|
|
|
Main Menu > Preprocessor >-Meshing – Mesh>Areas – Target Surf
Main Menu > Preprocessor >-Meshing – Mesh>Areas – Mapped > By Corners
|
Генерация объемных элементов, таких как SOLID90 в объеме
|
VMESH
|
Main Menu > Preprocessor >-Meshing – Mesh>Volumes-Mapped>4 to 6 sided
Main Menu > Preprocessor >-Meshing – Mesh>Volumes-Free
См. раздел 5.3 и 5.5 о специальных процедурах разбиения объемов
|
|
