ספטמבר 26, 2017

מה אכפת לנו מהרישות?

בין אם אתם רק נכנסים לעולם האלמנטים הסופיים (FEA) או בין אם אתם משתמשי סימולציה ותיקים, אתם צריכים לדעת שלאיכות הרישות (Mesh) שנבחר 
יש השפעה ישירה על דיוק התוצאות וזמן ההגעה אליהן. הרבה פעמים נשתמש במושג "התכנסות" בעולם ה – FEA ומשמעותה היא למעשה שאנחנו רוצים 
שהרישות באזורים הקריטיים של המודל יהיה מספיק עדין כך שתוצאת הסימולציה לא תהיה תלויה בגודל האלמנטים המרכיבים את ה - Mesh.
בפוסט זה נציג את אפשרויות ה – Mesh השונות, כולל האפשרות החדשה שהתווספה בשנה האחרונה לסט הכלים של SOLIDWORKS Simulation 
המאפשרת לנו להתגבר על בעיות רישות שונות כך שעכשיו אין מודל שלא נוכל לרשת!

Mesh in Simulation
Mesh או רישות, הוא למעשה ייצוג משוער של גיאומטריית המודל.
הוא בנוי ממשולשים או Tetrahedral (ארבעון אם אנחנו מתעקשים על תרגום נאות) שהוא פירמידה משולשת, והוא אלמנט הרישות שלנו. החיבורים בין האלמנטים נקראים Nodes (צמתים).

SW Simulation מאפשרת לנו תמיד להשתמש באופציית הרישות האוטומטי, אשר מתאים ברוב המקרים הפשוטים ובעיקר נוח וחוסך זמן הכנה בסימולציה. אבל, אם נדע מעט יותר על אופציות ואופן הרישות, נוכל להגיע בקלות לתוצאות טובות יותר הן מבחינת זמני הרצה והן מבחינת דיוק תוצאות.

בתוך אפשרויות ה - Mesh נמצא שלוש אופציות, כאשר Blended curvature-based mesh (או בקיצור Blended mesh) הצטרפה אלינו ישר מהניילונים בשנת 2017. נעבור תחילה על שתי האופציות המסורתיות שקיימות ב – SOLIDWORKS.

Standard Mesh
זה הרישות הראשון שהיה קיים מאז ומתמיד בתוכנה, ומתאים בעיקר לגיאומטריות מלבניות  בעלות פינות ישרות. אלגוריתם הרישות מייצר אלמנט בגודל קבוע עם טולרנס, שתפקידו לפצות על ההבדלים הנוצרים בין המודל האמיתי לבין מודל ה - FEA


תמונה 1 - Standard mesh options

אם נפעיל את אופציית ה - Automatic Transition אז התוכנה אוטומטית תמקם Mesh Controls (חיצוניים) במקומות שבהם 
יש Features קטנים. האופציה Automatic trials for solid תקטין את גודל האלמנט והטולרנס הגלובלי ב - 20% במשך 
מספר פעמים כדי להצליח ברישות, במידה ויהיו תקלות עם גודל האלמנט הנבחר.
בתמונה 2 אפשר לראות שגודל האלמנט קבוע ומסודר בצורה אחידה.  סידור יפה של האלמנטים היא אחת מתכונות ה - Standard Mesh.

תמונה 2 - Standard mesh results 

Curvature Based Mesh
הרישות התווסף בשנת 2008 ומתאים מאוד לגיאומטריות בעלות קדחים ורדיוסים (Fillets). רישות זה מייצר אלמנטים בגודל משתנה. 
הוא יהיה עדין יותר באזורים בהם יש רדיוסים קטנים בצורה אוטומטית (ולכן לא .צריך טולרנס) וגס יותר במקומות בהם אין צורך 
ולכן הוא מאוד יעיל.

תמונה 3 - Curvature based mesh

רישות זה עובד גם מהר מאוד (ולמעשה הוא המהיר ביותר מבין השלושה) מכיוון שהוא תומך ב - Multi-threading גם עבור משטחים 
וגם עבוד נפחים. החיסרון היחיד שלו הוא שהאלמנטים פעמים רבות מסודרים בצורה לא יפה, מה שמוריד מאיכות ה – Mesh במצבים מסויימים.
בתמונה 4 ניתן לראות כי גודל האלמנט משתנה אוטומטית, ללא צורך ב -mesh control  והרישות לא מסודר.

תמונה 4 - Curvature based mesh results 

Blended Curvature – Bases mesh
האופציה החדשה שהתווספה בגרסת 2017 ומומלצת לשימוש בכדי לרשת מודלים שנכשלו ע"י שני הרישותים הקודמים.
רישות זה רץ על ליבה אחת (Thread) עבור משטחים ועבור נפחים, מה שמאט את התהליך אך משפר את איכות האלמנט 
והתוצאה שמתקבלת מסודרת יותר. 

תמונה 5 - Blended curvature based mesh
ה – Blended דומה בהגדרותיו לרישות ה – Curvature עם תוספת קטנה, אופציית Calculate Minimum Element Size
אופציה זו בודקת את המודל גאומטרית ומוצאת את האלמנט המינימלי הדרוש כדי לרשת מקומות קטנים במודל. 
היא גם נותנת אינדיקציה האם יש בעיות במודל שאולי כדאי לתקן לפני ההרצה.
הערך הסופי שיתקבל יהיה שיקלול של הרדיוס המינימלי במודל או ה - mesh control הכי קטן שקיים בסימולציה.
בתמונה 6 ניתן לראות כי הרישות דומה לרישות ה – Curvature עם אלמנטים קטנים באזורים הקטנים ואלמנטים גדולים באזורים הגדולים. השיפור מרישות ה- Curvature הוא הסידור היפה וסימטרי של האלמנטים בקדחים ולאורך פינות המודל.

תמונה 6 - Blended curvature based mesh results
לשם הנוחות, תוכלו לראות בתמונה 7 סיכום קצר של כל רישות והגדרת AR.
אם ננצל את היתרונות של כל רישות, נוכל להגיע בסיכומו של דבר לרישות אופטימלי בצורה אוטומטית ללא שום צורך 
בעבודה נוספת עם Mesh Control !
תמונה 7 - סיכום רישות
לעוד המלצות, טיפים ושיטות עבודה מתקדמות בואו לכנס שאוטוטו מגיע!

הרשמה לכנס השנתי SOLIDWORKS ISRAEL 2018

---------------------------------------------------
Michael Kogan, CSWE
CAD Systems, FAE & CFD Expert
Systematics Ltd

רשמו לנו מה דעתכם