1. Лекция №16 Операция разбиения расчетной
области на конечные элементы
Структура лекции:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Основные этапы разбиения твердотельной
модели на конечные элементы
Свободное и контролируемое разбиение
Установка атрибутов элементов
Построение таблицы атрибутов элементов
Присвоение атрибутов балочным элементам
Непосредственное присвоение атрибутов для
объектов твердотельной модели
Присвоение атрибутов по умолчанию
Средства контроля разбиений
Форма элементов
Включение или выключение индивидуальной
проверки формы

2. Основные этапы разбиения
твердотельной модели на конечные
элементы




Процедура генерации узлов и элементов состоит из
трех основных шагов:
Установка атрибутов элементов;
Установка опций контроля качества разбиения
расчетной области. ANSYS предусматривает
большое количество видов контроля разбиений,
которые вы можете отключить при ненадобности.
Если не установлен контроль разбиений, программа
будет использовать установки по умолчанию в
команде DESIZE для режима свободного разбиения.
В качестве альтернативы вы можете использовать
опцию SMARTSIZE для более тонкого свободного
разбиения;
Генерация разбиений.

3. Свободное и
контролируемое разбиение
а)
б)

4. Установка атрибутов
элементов






Перед генерацией узлов и элементов вы
должны определить атрибуты элементов:
Ввести тип элемента (например, BEAM3,
SHELL61 и т. д.);
Ввести набор реальных констант (обычно это
геометрические свойства элемента, такие как
толщина или площадь поперечного сечения);
Ввести свойства материала (например, модуль
упругости, теплоемкость и т. д.);
Ввести координатную систему элементов;
Ввести тип сечения балок (только для
элементов BEAM188 и BEAM189).

5. Построение таблицы
атрибутов элементов

Для присвоения атрибутов элементам вы
должны сначала построить таблицу атрибутов
элементов. Типичные модели включают тип
элемента (команда ET), реальные константы
(команда R), свойства материала (семейство
команд MP или TB). Еще может вводиться
таблица координатных систем элементов
командами LOCAL, CLOCAL. Эта таблица
может использоваться для соответствия
элементов координатным системам. Для
балочных элементов типа BEAM188 и
BEAM189 вводятся тип сечения и его размеры
с помощью команд SECTYPE и SECDATA.

6. Присвоение атрибутов
балочным элементам

После построения таблицы атрибутов вы можете
присвоить соответствующие атрибуты элементам в
различных частях модели путем проставления
«точек». Точки являются просто набором
ссылочных номеров, включающих номер материала
(MAT), номер набора реальных констант (REAL),
номер типа элемента (TYPE), номер системы
координат (ESYS), для балочных элементов типа
BEAM188 и BEAM189 номер поперечного сечения.
Вы можете присвоить атрибуты непосредственно,
выбирая объекты модели, или определяя
отсутствующие атрибуты, которые будут
использоваться для построения элементов.

7. Непосредственное присвоение
атрибутов для объектов
твердотельной модели
Действие
Присвоение
точкам
Присвоение
линиям
атрибутов
атрибутов
Присвоение
атрибутов
поверхностям
Команда
Интерфейс
KATT
MAIN MENU → PREPROCESSOR →
ATTRIBUTES
DEFINE→ALL
KEYPOINTS.
MAIN MENU → PREPROCESSOR →
ATTRIBUTES - DEFINE→PICKED
KPs.
LATT
MAIN MENU → PREPROCESSOR →
ATTRIBUTES - DEFINE→ALL LINES
MAIN MENU → PREPROCESSOR →
ATTRIBUTES - DEFINE→PICKED
LINES
AATT
MAIN MENU → PREPROCESSOR →
ATTRIBUTES
DEFINE→ALL
AREAS
MAIN MENU → PREPROCESSOR →
ATTRIBUTES - DEFINE→PICKED
AREAS

8. Присвоение атрибутов по
умолчанию
Действие
Команда
Интерфейс
Присвоение
набора
атрибутов по
умолчанию
TYPE
REAL
MAT
ESYS
SECN
UM
MAIN
MENU
→
PREPROCESSOR
→
ATTRIBUTES
DEFINE→DEFAULT ATTRIB
MAIN
MENU
→
PREPROCESSOR
→
MODELLING - CREATE →
ELEMENTS→ELEMENT
ATTRIB

9. Средства контроля разбиений



В ANSYS контроль разбиений может
проводиться по умолчанию. Но если вы
используете контроль разбиений, вы
должны установить его перед
процедурой разбиения вашей модели.
Контроль разбиений позволяет вам
установить такие факторы, как форма
элементов, расположение срединных
узлов, и размер элементов. Этот шаг
является одним из наиболее важных,
влияющий на точность и экономичность
решения.
Инструменты разбиений (Meshtool) в
ANSYS (MAIN MENU → PREPROCESSOR →
MESHTOOL) представляют удобный для
большинства случаев способ контроля
разбиений.

10. Форма элементов


Как минимум, вы должны установить приемлемую форму
элементов, если вы планируете разбиение с типом
элементов, которое допускает более, чем одну форму.
Например, элементы типа поверхности могут иметь
треугольную или четырехугольную форму. Объемные
элементы могут иметь гексагональную форму (кирпича) или
тетраэдальную форму, но сочетание этих двух типов в
одной модели не рекомендуется.
В этой главе применяются некоторые хорошо известные
подходы концепции вырожденной формы элементов.
Например, рассмотрим элемент PLANE 82, который
является двумерным твердотельным элементом, имеющим
8 узлов (I, J, K, L, M, N, O, P). По умолчанию PLANE 82 имеют
квадратичную форму. Элемент с треугольной формой
может быть сформирован путем определения тех же самых
номеров для узлов K, L, O.

11. Включение или выключение
индивидуальной проверки
формы



Лучше включить выборочный контроль, чем
полностью выключать проверку форм элементов.
Чтобы использовать командный метод включения
и выключения введите команду [SHPP, LAB,
VALUE1].
Используйте аргумент LAB, чтобы указать, хотите
ли вы выключить проверку или включить.
Выберите OFF для выключения и выберите ON
для включения.
* Используйте аргумент VALUE1, чтобы указать,
какую проверку Вы, хотите включить или
выключить

12. Контрольные вопросы






Назовите основные этапы разбиения
твердотельной модели на конечные
элементы?
Какие виды разбиения вам известны?
Как производится установка атрибутов
элементов?
Как производится построение таблицы
атрибутов элементов?
Как можно присвоить атрибуты балочным
элементам?
Какие средства контроля разбиений вы
знаете?