FEMAP V9.1 & NX Nastran 4.0 Tutorial
Refinado de Mallas con Elementos Quads en FEMAP
La nueva versión de FEMAP V9.1 incluye una nueva capacidad que permite especificar el número de capas de elementos QUAD a mallar alrededor de las curvas de una superficie. El usuario puede elegir entre 1, 2 ó 3 capas de elementos QUAD alrededor de cualquier contorno de curvas de una superficie, incluyendo contornos internos y externos. Si no existe suficiente espacio para crear el nº de capas solicitadas en base al tamaño de elemento definido, FEMAP intentará colocar el mayor nº de capas posibles. El algoritmo de mallado empieza colocando una primera capa de elementos QUAD en todas las curvas de la superficie (primero las curvas externas y a continuación las internas) y seguidamente intenta colocar una segunda capa, y así sucesivamente. En general, cuantas más capas se coloquen mejor calidad de la malla se obtendrá. La siguiente figura explica el resultado de mallar con diferentes capas para un tamaño de elemento dado:
Para demostrar la gran utilidad de esta orden, vamos a explicar con un ejemplo práctico la secuencia de definición del mallado con elementos QUAD de una placa que tiene internamente varios agujeros:
Placa con varios agujeros internos
Se prescribe un tamaño de elemento global por defecto de valor 5 mm que se aplica a todas las entidades geométricas (puntos, curvas, superficies y sólidos) del modelo que de forma explícita no tengan definida ninguna densidad de malla:
Tamaño de elemento por defecto
Se malla la placa con elementos QUAD de 4-nodos y el aspecto del modelo resultante es el siguiente:
Modelo mallado por defecto
A continuación se borra la malla anterior (o se hace UNDO con Ctrl+Z y se anula la orden anterior) y se prescribe en la placa un tamaño global de elemento de 5 mm, activando la opción "Quad Mesh Layer Options = 3".
Definición del tamaño global de elemento en toda la placa
En las curvas de los círculos internos se prescribe localmente un tamaño de elemento de 2.5, la mitad del tamaño de elemento global en la placa:
Tamaño de elemento en los círculos
Mediante las opciones de visualización, FEMAP permite mostrar la densidad de malla establecida en las curvas del modelo, de esta forma se dispone de una ayuda visual importante para conocer el aspecto final del modelo antes de ejecutar incluso el mallado:
Distribución del tamaño de elemento en el modelo
Para mejorar además la calidad de la malla, a la hora de mallar he desactivado la opción "Quick-Cut". Esta opción está pensada para recortar el tiempo de mallado en grandes modelos con mallas no uniformes a costa de reducir la calidad de la malla. Si no te importa esperar un poco más, mi consejo es desactivar esta opción, aunque en este ejemplo no se aprecian diferencias:
Mallado automático de la placa con elementos QUAD de 4-nodos
Et voilá!. El resultado es impresionante: la calidad de la malla se mejora de forma importante alrededor de los agujeros internos donde en general se tendrán gradientes de tensiones elevadas garantizando la existencia de elementos QUAD de buena calidad, con ASPECT RATIO lo más próximo a la unidad y sin apenas distorsión que garantice una buena precisión de los resultados del análisis. El mallado obtenido con elementos QUAD es excelente, y automático!.
Malla resultante -- excelente!
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