Compatible/Incompatible Mesh

abramov

Home \ Blog \ Compatible/Incompatible Mesh


Compatible/Incompatible Mesh

This lesson will examine the differences between compatible and incompatible mesh in SolidWorks Simulation.

Совместимая сетка. Программа SolidWorks Simulation создает совместимую сетку на изначально контактирующих областях. Если сетка совместима, программа объединяет совпадающие узлы по общему сопряжению.
Несовместимая сетка. Программа создает сетку для каждого компонента независимо. В случае ошибки создания сетки с использованием параметра совместимой сетки данный параметр позволяет успешно выполнить создание сетки. В целом, параметр совместимой сетки позволяет получить более точные результаты в связанных областях.
В качестве примера рассмотрим часть ротора с лопатками, диск ротора и лопатки отделены друг от друга. Ротор вращается со скоростью 1 рад/сек, вызывая напряжения в лопатках. Материал конструкции – Легированная сталь. Необходимо определить макс. напряжения и прогиб лопаток.

Создадим новое исследование.Для модели применим управления сеткой: для этого выберем четыре тела лопаток и введем значение в окне Размер элемента=2,3 и в окне Соотношение=1,5. Зададим глобальный контакт Связанный с параметром Совместимая сетка.

Compatible mesh

 Создадим сетку на основе кривизны с параметрами по умолчанию.

Compatible mesh 2

Как можно увидеть плотность сетки на лопатках и на диске в месте соединения совпадает, кроме того совпадают узлы, которые благодаря глобальному контакту связаны. Для того чтобы зучите сетку на диске в месте соединения можно скрыть одну из лопато

Зададим ограничения и нагрузки в модели: для этого в дереве исследования Simulation нажмите правой кнопкой мыши на элемент Крепления и выберите Зафиксированная геометрия. Выберите на компоненте верхнюю грань на диске. В дереве моделирования Simulation нажмите правой кнопкой мыши значок Внешние нагрузки и выберите Центробежная. В PropertyManager, выберите ось Axis1 для направления. Задайте Угловую скорость =1 рад/сек.

Compatible mesh 3

Теперь можно запустить анализ.

Изучим перемещения в модели: эпюра смещения показывает симметричную картину деформации. Макс. результирующее смещение = 4,2е-7мм. Отобразим напряжения в модели. Из результатов видно, что есть сингулярности в окрестности лопаток.

Compatible mesh 4


Повторим первое исследования, но с отредактированным параметром глобального контакта (зададим параметр Несовместимая сетка). Снова создадим сетку на основе кривизны с параметрами по умолчанию и запустим анализ.

Compatible mesh 5 

Отобразим перемещения. Эпюра смещения показывает симметричную картину деформации. Макс. результирующее смещение = 4,78е-7мм. Отобразим напряжения в модели. Из результатов видно, что сингулярности в окрестности лопаток отсутствует.

Compatible mesh 6

В SolidWorks Simulation существует несколько алгоритмов связи для расчета контактирующих компонентов с несовместимой сеткой. Ниже будут рассмотрены их преимущества и недостатки.

Упрощенная связь. Когда выбрана упрощенная связь, то используется стандартный контактный алгоритм (основанный на узлах). Исходное тело представлено с помощью узлов, в то время как целевое тело представлено как грани элемента. Однако, в зависимости от плотности сетки источника, не все грани целевого элемента могут участвовать в контакте. Это может привести к "потери" контакта. Только элементы, для которых узел однозначно лежит на их грани, будут участвовать в контакт. Это приводит к неточному описанию контактов, что может привести к снижению точности результатов.

Данный параметр выберается только в случаях возникновения проблем с быстродействием при решении моделей с большим количеством контактирующих поверхностей. Для анализа 2D упрощения, если выбран этот параметр, программа применяет контакт связи узлов к кромке.

Compatible mesh 7Более точная связь. В данном случае используется полное описание геометрии исходного тела в виде кромки или грани между узлами. Это приводит к полному и точному описанию источника и цели. но требует более длительного времени решение. Для анализа 2D упрощения решающая программа применяет контакт связи кромок.

Проверим как влияет выбор данного параметра на результаты предыдущего исследования. 

Заддим параметры исследования, установите параметр Упрощенные в разделе Несовместимые параметры связи. Запустим анализ еще раз. Сравним результаты смещений, результат будет значительно отличатся от того что мы получили для предыдущего расчета. Это связано с различной сеткой на телах диска и лопаток, так как программа не смогла по стандартному алгоритму определить контактные связи.

Compatible mesh 8

Read 3463 times Last modified on Saturday, 25 January 2014 08:58
Rate this item
(0 votes)

Leave a comment

Make sure you enter the (*) required information where indicated. HTML code is not allowed.

About Me

Hi, I'm Andrew and I'm engineer with a big experience in CAD/CAE and programming. On this website I would like to share some of my works in the field of 3D design, FEA and software development. I hope to find interesting projects and perspective contacts. More info about me you can find here.

Sign Up to My Newsletter

Newsletters by e-mail

Or get connected with me