¿Por qué hacemos un análisis axisimétrico en el FEM?

Answer 1

La definición de axisymmetric es que el corte 2D se puede girar alrededor de un eje para crear un volumen 3D. Pero para que un análisis califique para axisymmetric, las cargas también deben girar alrededor del eje central.

Un análisis de ejemplo sería empujar un accesorio de ajuste redondo que se inserta en un agujero. El objetivo del análisis es asegurarse de que el accesorio no se deforme plásticamente y reducir su capacidad de ‘encajar’ en su lugar.

El análisis será no lineal ya que la deformación será grande y estamos buscando rendimiento. El contacto está involucrado. El accesorio tiene forma de eje asimétrico al igual que la fuerza que empuja hacia abajo.

Comencemos con la vista de corte 2D y observemos la malla. Digamos que queremos 5 elementos a través del grosor para capturar adecuadamente las tensiones. Con esta malla generamos alrededor de 200 elementos en total para el modelo. Si tuviéramos que girar la malla alrededor del eje central, estaríamos agregando más elementos para crear el volumen. Entonces, dividamos la rotación completa en 10 segmentos de arco (lo cual sería malo, probablemente tendríamos elementos extremadamente alargados), ahora solo hemos aumentado el conteo de elementos de 200 a 2000. Pero también hemos aumentado dramáticamente la cantidad de elementos de contacto creado.

El análisis ahora será más de 10 veces más lento porque estamos resolviendo usando elementos 3D.

Answer 2

Reduce enormemente el tamaño de la solución de matriz y el tiempo de cálculo.