Hypermesh es de hecho un buen preprocesador para FEM, ya que admite la exportación de la malla en diferentes formatos para muchos solucionadores diferentes.
Fig.1 – GUI de Hypermesh con etiquetas.
Ahora, llegando al mallado, existen algunas reglas de oro para el mallado en su mayoría independientemente del tipo de análisis y problemas.
– La malla debe ser más fina y representar con precisión la geometría en las áreas críticas, es decir, las áreas donde la tensión, la deformación, la deformación y la carga van a ser importantes.
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Fig.2 – La malla 3 representa la geometría mejor que todas las demás.
– Una parte con las tres dimensiones (x, y, z en una coordenada cartesiana) comparables generalmente se combina con elementos sólidos. Cualquier característica o pieza que tenga un espesor de más de 10 mm debe estar engranada con elementos sólidos, siempre que cualquiera de las otras dos dimensiones no sea mayor de 100 mm.
Fig.3 – Un cilindro circular engranado con elementos sólidos de tetraedro.
– Una parte con dos dimensiones comparables y la restante al menos 10 veces menos que las otras dos está engranada con elementos de concha. Como regla general, cualquier característica o pieza que tenga un grosor inferior a 10 mm debe estar engranada con elementos de carcasa siempre que las otras dos dimensiones excedan los 100 mm. La malla debe estar en la mitad de la superficie y luego las propiedades de grosor y sección deben asignarse en consecuencia.
Fig. 4 – Malla de media superficie y visualización del grosor
– Una parte con dos dimensiones comparables y la restante al menos 10 veces más grande que las otras dos está engranada con elementos de viga. Cualquier característica larga como una barra / barra / viga que tiene una sección transversal circular con un diámetro inferior a 10 mm o la sección transversal rectangular de menos de 10 mm X 10 mm debe estar mallada como viga. El tipo de viga que se utilizará dependerá de la carga en la pieza, ya sea puramente axial o de flexión y también está involucrada la torsión.
Fig. 5 – Una varilla circular está mallada con elementos de viga y elementos de carcasa.
Estas cuatro reglas se ocuparán de la malla en su mayor parte, aunque hay más según el tipo de análisis, el costo computacional, la precisión y otras consideraciones de modelado.
Las últimas tres reglas funcionan en la definición de la relación de aspecto de la forma geométrica. En general, una relación de aspecto de más de 10 invita a la necesidad de usar elementos de concha o viga.
Preferencia de elementos (solo elementos de primer orden considerados):
– Mientras se usan elementos sólidos, se prefieren 8 elementos de hexaedro con nodos a 6 elementos de pentaedro con nodos y los más preferidos a 4 elementos de tetraedro con nodos.
Fig.6 – Concha y elementos sólidos.
– Al usar elementos de shell, se prefieren 4 elementos cuádruples nodos sobre 3 elementos tria nodos.
Los elementos en la imagen con más nodos que los mencionados en mis puntos son elementos de segundo orden y, en general, funcionan mejor que sus contrapartes de primer orden.
Calidad del elemento:
Los elementos interpolan el valor de las variables de campo del valor posterior en los nodos y la intepolación ocurre de acuerdo con las formulaciones de los elementos. La formulación del elemento se deriva de la topología ideal de los elementos, por ejemplo, un triángulo equilátero o un rectángulo cuadrado en el caso de elementos tria y quad, respectivamente. La desviación en la topología degrada la calidad de la malla, es decir, cuán precisa será la interpolación y, por lo tanto, la precisión de su resultado.
Los elementos de la malla deben satisfacer algunos criterios de calidad como
– Ángulos mínimos y máximos en elementos tria y quad. Para tria, pueden estar dentro de 30-120 grados y para quad, dentro de 45-135 grados.
– Jacobian, una medida de qué tan cerca están los elementos de los ideales. En Hypermesh, deberían ser más de 0.6.
– Warpage, una medida de cuánto se desvía un elemento cuádruple de estar en un solo plano. El ángulo de deformación debe ser inferior a 15.
– Al estar dentro de un rango de longitud apropiado definido por usted, una longitud mínima de 3 mm con la mayoría de los elementos dentro del rango de 5 mm – 10 mm es ideal para la mayoría de los casos.
– Dentro de una relación de aspecto especificada, el rango probable es 4-6.
El control de calidad de malla está disponible en Hypermesh, y el acceso directo del menú es F10.
Fig. 7 – Panel de control de calidad de elementos en Hypermesh.
Características especiales:
– Malla de agujeros circulares: un agujero está mallado de diferentes maneras según su diámetro.
0 mm <D <3 mm, el agujero se ignora.
3 mm <D <5 mm, el orificio está engranado como un orificio rectangular
5 mm <D <10 mm, el orificio está engranado con 6 elementos
D> 12 mm, el orificio está engranado con 8 elementos o más.
Fig. 8 – Malla alrededor de un agujero
– Filetes: al igual que los agujeros, un filete está mallado de diferentes maneras según su radio.
R <2 mm, el filete se ignora.
2 mm <R <8 mm, el filete está engranado con un elemento con un borde que forma una cuerda a lo largo de la circunferencia.
R> 8 mm, el filete se divide con más de un elemento y la geometría se representa con la mayor precisión posible.
Fig. 9 – Representación precisa de un filete.
– Partes pequeñas: si hay alguna parte sobresaliente, debe haber al menos dos líneas de elementos que representen la geometría.
Por supuesto, para agujeros y filetes, ignorar la función dependerá de la importancia de la misma en su análisis. Mira la primera regla de oro.
Automesh:
Hypermesh tiene una función de malla automática, en la que el software malla automáticamente una pieza y decide la malla óptima para la pieza. Pero, automesh no funciona bien en caso de geometrías complejas. Solo para una geometría convencional, la automesh es suficiente. El mejor proceso aquí es sacar fragmentos de dominio que son rectangulares y simples y aplicar automesh para acelerar el proceso de mallado.
Se puede invocar el comando Automesh presionando F12 en Hypermesh. En el panel 2D, hay otro comando “suave” que optimizará la malla sobre un dominio que seleccione para mejorarlo. La idea es utilizar todos estos comandos juntos para lograr el flujo de malla.
Malla de flujo y simetría:
El flujo de malla es un concepto realmente importante. En un conjunto complejo de piezas, el tamaño y la densidad de la malla cambian de una región a otra. Cuando la malla tiene que cambiar su forma, la transición debe ser suave y el flujo de la malla debe ajustarse a la transición.
Cuando el tamaño de la malla cambia de grande a pequeño, debe ocurrir gradualmente y no instantáneamente en una o dos filas. La imagen en la parte superior tiene un mejor flujo de malla que la de la parte inferior. La regla general es que, dado que todas las demás cosas son correctas, la malla es mejor cuando se ve bien.
Además, la simetría juega un papel importante en la malla. Si una parte es simétrica, la malla también debe ser simétrica. Esta regla en realidad se desprende de la primera regla de oro, aunque de una manera no obvia, que la malla debe seguir con precisión la geometría. La regla general para esto es que cuando hay una parte simétrica, la malla se realiza solo en la mitad de la parte y se refleja para mantener la simetría tal como está en la geometría.
Por ejemplo, en la parte anterior, la malla solo se puede hacer en la parte izquierda y luego reflejarla para mantener la simetría de la malla.
Atajos de Hypermesh:
Aquí va la mayoría de los atajos para Hypermesh.
F1 – Ayuda
Shift + F1 – Color
Ctrl + F1 – Imprimir archivo
F2 – Eliminar
Shift + F2 – Nodos temporales
Ctrl + F2 – archivo BMP
F3 – Reemplazar
Shift + F3 – Bordes
F4 – Distancia
Shift + F4 – Traducir
F5 – Máscara
Shift + F5 – Buscar
F6 – Editar elemento
Shift + F6 – Split
Ctrl + F6 – archivo JPEG
F7 – Alinear nodo
Shift + F7 – Proyecto
Ctrl + F7 – Pantalla completa
F8 – Nodos
Shift + F8 – Edición de nodo
F9 – Edición de línea
Shift + F9 – Edición de superficie
F10 – Verificar elementos
Shift + F10 – Normals
F11 – Edición rápida
Shift + F11 – Organizar
F12 – Automesh
Shift + F12 – Suave
Hay un buen PDF de los accesos directos que se pueden imprimir y guardar como referencia. Se puede descargar desde los accesos directos de Hypermesh en altairuniversity.com
DESCARGO DE RESPONSABILIDAD:
1. Esta respuesta no es todo lo que uno necesita saber sobre mallas en Hypermesh . Para obtener más información sobre mallas, mire las respuestas y enlaces a continuación y consulte las referencias mencionadas allí. Esto es solo una introducción.
La respuesta de Mukunda Madhava Nath a ANSYS Inc: ¿Cómo debo decidir qué malla usar en ansys?
La respuesta de Mukunda Madhava Nath a ¿Cuáles son algunos buenos libros para aprender análisis de elementos finitos?
Los 5 malentendidos principales en la malla (buena).
Precisión, convergencia y calidad de malla
Consideraciones de mallado para problemas estáticos lineales
Malla tu geometría: cuándo usar los distintos tipos de elementos
2. Las medidas y longitudes dadas aquí no son absolutas. Son valores generalmente utilizados por los analistas de FE y deben considerarse cuidadosamente con orientación.
3. Las imágenes están tomadas de internet y no tengo ninguna de ellas. Los eliminaré en caso de cualquier disputa.
Espero que esto ayude.
PD : Esta respuesta necesitará un poco de edición y aclaraciones. Si tiene algún comentario o encuentra algún error, hágamelo saber.
Cosas para actualizar : costo computacional / consumo de memoria, referencias, algunos enlaces y, por supuesto, gramática.
Interesado en FEA, consulte mi blog en Análisis práctico de elementos finitos
