Создание КЭ-модели в Siemens Femap 11.3

11/2016

В данной статье рассмотрим нововведения Siemens Femap 11.3, такие как опция MaxQuard, сглаживание поверхностей, рассмотрим интерактивное измельчение элементов и параметры контроля качества КЭ-сетки.

Опция Max Quads

Цель: удаление треугольных элементов путем замены их на прямоугольные, при этом с большим количество элементов всегда будет хотя бы один треугольник .

Например, КЭ-модель по умолчанию содержит 39 треугольников, а с включенной опцией Max Quads всего 1:

max quads femap 11.3, nastran, Использование опции Max Quads в Meshing Toolbox в Siemens Femap 11.3 — Использование опции Max Quads в Meshing Toolbox в Siemens Femap 11.3

‍Max Quads может эффективно сочетаться с опцией Quad Layers для получения наилучшего результата:

max quads femap 11.3, Quad Layers, nastran, Использовании опции Max Quads вместе с опцией Quad Layers для получения наилучшего результата построения сетки в Siemens Femap 11.3 — Использовании опции Max Quads вместе с опцией Quad Layers для получения наилучшего результата построения сетки в Siemens Femap 11.3

Уплотнение у кромок теперь доступно и с прямоугольной сеткой:

Уплотнение сетки по краям в Siemens Femap 11.3

Сглаживание КЭ-сетки на криволинейных поверхностях

В новой версии Siemens Femap 11.3 значительно улучшен алгоритм построение конечно-элементных сеток по сильно криволинейным поверхностям:

Улучшенный алгоритм построение конечно-элементных сеток по сильно криволинейным поверхностям в Siemens Femap 11.3

Интерактивное измельчение сетки

Интерактивное обновление объемной/плоской сетки
Измельчение/увеличение выделенной области
Захват выделенного
Граничные условия (нагрузки/закрепления) распространения автоматически

Например, для существующего входного файла Siemens Nastran требуется измельчение сетки в указанных областях:

Желтым выделены области, в которых необходимо уточнить сетку конечных элементов, femap, nastran — Желтым выделены области, в которых необходимо уточнить сетку конечных элементов

В T-соединении используется опция Split Edges:

split edges femap 11.3 — В Т-соединении удобнее всего воспользоваться опцией Split Edges в диалоговом окне Mesh Editing Element Refine

На отверстии, измельчение с использованием опции Split Edges, может применяться дважды:

split edges femap 11.3, nastran — Вокруг отверстия опция Split Edges используется дважды для получения наилучшей сходимости

Обновленная команда Mesh, Geometry, Solids

Обновление для опции Multiple Tet Thru Thickness позволяет выбрать величину от 2 до 10 (прежде только 2)
КЭ-модель на рисунке была построена со значением 3:

Использование опции Multiple Tet Thru Thickness при разбиении твердотельной геометрии на объемные конечные элементы

Контроль качества конечных элементов

Параметры контроля качества элементов Siemens Nastran теперь можно менять независимо от проверок Femap в меню Tools, Check, Element Quality:

Диалоговое окно Check Element Quality для проверки качестве конечных элементов модели в Siemens Femap 11.3

А также в панели инструментов Meshing Toolbox:

Проверка качества элементов Nastran в панели инструментов Meshing Toolobox в Siemens Femap 11.3

Для всех тетраэдральных элементов, созданных с помощью команд генерации сетки Mesh, Geometry, Solids и которые превысили текущие ограничения по качеству, автоматически добавляется критерий вырождения (Tet Collapse) и критерий Якобиана (Jacobian ) в таблицу данных Data Table. Нажмите кнопку Options, затем нажмите Update Data Table with Mesh Quality, чтобы обновить таблицу данных с показателями качества вновь созданной КЭ-сетки.

Использование таблицы данных Data Table в Siemens Femap 11.3 для контроля качества твердотельной сетки

Отсортируйте по критериям Tet Collapse или Jacobian, включите опцию Show When Selected, затем выделите строки для подсветки элементов сетки плохого качества: