Adaptacja siatki MES w systemie CATIA V5
- Które obszary siatki elementów skończonych należy zagęścić?
- Jaki rozmiar siatki należy zdefiniować?
- Czy zastosowane lokalne sposoby kontroli rozmiaru elementów skończonych zapewniają wymaganą dokładność obliczeń?
- Czy uzyskana dyskretyzacja modelu przyniesie równie dobre rezultaty w przypadku zmiany warunków brzegowych?
To jedne z wielu pytań, na które odpowiedź musi znaleźć inżynier prowadzący obliczenia wytrzymałościowe metodą elementów skończonych w systemie CATIA V5. W takiej sytuacji niezwykle pomocne okazuje się narzędzie Adaptivity dostępne w module GENERATIVE STRUCTURAL ANALYSIS systemu CATIA V5.
Obok poprawnie nadanych stałych materiałowych oraz warunków brzegowych to właśnie parametry dyskretyzacji modelu mogą w znaczący sposób wpłynąć na poprawność uzyskanych wyników obliczeń wytrzymałościowych. Moduł GENERATIVE STRUCTURAL ANALYSIS systemu CATIA V5pozwala uzyskać użytkownikowi informację o szacunkowym błędzie wynikającym z zastosowanej siatki elementów skończonych. Duża wartość błędu w poszczególnych obszarach modelu świadczy o zastosowaniu w tych miejscach zbyt dużego rozmiaru siatki, przez co rozkład wartości naprężeń nie może być wyznaczony z wymaganą dokładnością.
W związku z tym konieczna okazuje się miejscowa zmiana rozmiaru elementów skończonych. W tym celu można skorzystać z dostarczonych przez system CATIA V5 lokalnych sposobów kontroli rozmiaru siatki. Zagęszczenie siatki przez użytkownika w sposób manualny posiada jednak pewne wady. Z jednej strony rozmiar siatki po przeprowadzeniu obliczeń oraz odczytaniu wartości szacowanego błędu może okazać się niewystarczający do uzyskania wymaganej dokładności, przez co cały proces należy powtórzyć aż do uzyskania zadowalających wyników.
Z drugiej strony dobrane parametry dyskretyzacji modelu mogą doprowadzić do zagęszczenia siatki w obszarach, w których nie jest to konieczne, co nie wpłynie w znaczący sposób na wyniki obliczeń, może natomiast prowadzić do wydłużenia czasu obliczeń. W takiej sytuacji inżynier przeprowadzający analizę wytrzymałościową ma szansę skorzystać z możliwości, którą oferuje system CATIA V5 za pomocą narzędzia Adaptivity, polegającą na automatycznym dopasowaniu rozmiaru siatki elementów skończonych do zadanych warunków brzegowych. Adaptacja ta polega na określeniu maksymalnego szacowanego błędu siatki w całym obszarze analizowanego modelu oraz liczby iteracji wykonywanych w pętli do uzyskania optymalnych rezultatów. Tak zdyskretyzowany model może zostać wykorzystany w kolejnych wariantach obliczeń różniących się wartościami przyłożonych sił zewnętrznych.
W przypadku zmiany sposobu podparcia oraz obciążenia, kiedy w sposób całkowity zmienia się rozkład pola naprężeń, zmiany wymagają także miejsca lokalnego zagęszczenia siatki oraz jej rozmiar. W takim przypadku można ponownie przeprowadzić obliczenia z adaptacją siatki dla zdefiniowanej wcześniej granicznej wartości błędu siatki oraz liczby iteracji obliczeniowych.
