2017/12/11

Inventor應力分析 網面設定

網格對一般沒有學過FEA的工程師來說是很陌生的名詞,
但是似乎又好像是很熟悉的概念,
感覺上就是把連續的模型切割成很多塊來作分析計算。

實務上當然有很多理論 、計算方法等等需要去進行處理,
這些部分先忽略不要去管它,
沒有工程師會想要去處理這些元素、矩陣的物理概念 、公式 、計算收斂等等複雜的問題,
畢竟我們是使用者,又不是寫程式的programmer,
重點應該擺在知道如何使用 、有什麼限制就好。

首先我們要知道Inventor應力分析為了要能夠處理各種3D幾何形狀,
選擇了最基本的四面體作為網格元素,
相對其他中高階CAE軟體可以選擇2D線性 、平板 、薄殼元素,3D的四面體 、五面體 、六面體元素單獨或混合使用,
工程師沒有選擇元素的自由,但是也因此讓使用上變得很單純。

不過後來有加上處理薄件的功能,使用薄殼元素,
支援三個平移與三個旋轉自由度,
但是這個部份先略過。

網面的設定對話視窗中的名詞基本上也是一堆不知所云的名詞,
每個字拆開都可以理解,湊在一起就是另外一回事…


以下節錄自Autodesk官網說明文件:



平均元素大小
相對於模型大小指定元素大小。
預設 0.1
建議 0.1 與 0.05 之間
補充:
基本上可以假設以模型的最大外觀尺寸換算權值,取權值的比例(0.1)作為元素切割大小的參考值,
在各幾何面與邊緣上進行分割。

最小元素大小
允許在較小區域內進行自動細分。該值與「平均大小」相關。
預設 0.2
建議 0.1 與 0.2 之間
補充
使用平均元素大小進行切割若碰到幾何比較小時會失敗,
所以設定最小元素為平均元素大小的一定比例,
例如0.2,等於使用權值的0.1*0.2=0.02的大小去進行小尺寸的切割。
分級係數
影響精細網面和粗糙網面之間的網面轉移的均勻程度。指定相鄰元素邊之間的最大邊長比率。例如,如果將該係數設定為 1.5,則會將元素邊長度限制為相鄰元素邊長度的 1.5 倍。
預設 1.5
建議 1.5 與 3.0 之間
補充
元件模型上的尺寸有大有小,
分級係數是用來定義由小到大元素尺寸變化的速度,
3.0變得會比1.5快,臨近的元素大小差太多會造成計算結果準確性不佳或難以收斂。
最大轉向角度
影響曲面上的元素數目。該角度越小,曲面上的網面元素越多。
預設 60 度
建議 30 度與 60 度之間
建立彎曲網面元素
建立具有彎曲邊和面的網面。清除此選項會產生具有直元素的網面,這會使得模型的表現法具有較低的準確度。在圍繞凹形圓角或外圓角的應力集中區域中使用更精細的網面,以補償曲率不足。
補充
其實在中高階CAE軟體中成為二階元素,
就是在直線的元素邊中間插入一個點,
如此一來就可以使用三點弧形來逼近曲線或曲面的幾何。
如果幾何都是以直線,這一個選項幾基本上有勾選跟沒勾選一樣。
對組合網面使用以零件為基礎的測量
在組合中,將零件網面大小設定為類似於以零件為基礎的環境 (零件在組合環境之外)。對於由許多不同大小之零件組成的組合很有用。
補充
組合件中才會出現這個選項,
主要目的是當組合中的元件尺寸差異過大時,
平均元素大小對於小尺寸元件來說太大了,

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