Cách duy trì lưới chất lượng cao cho mô phỏng kết cấu

Trong Cách tạo lưới và mô phỏng mối hàn với Ansys Mechanical, chúng ta đã thảo luận về sự cần thiết của lưới chất lượng tốt và các chiến lược để tạo lưới và ghép nối bằng phương pháp hàn.

Lưới là rất cần thiết cho các lời giải chính xác và cho phép bạn đưa ra các quyết định về kỹ thuật hợp lý. Trong một phân tích mà sự biến dạng hình học (thay đổi hình dạng ban đầu) là tối thiểu thì việc kiểm soát chất lượng và kích thước của lưới ban đầu là đủ.

Khi hình học được dự đoán sẽ có sự biến dạng đáng kể, thật khó để duy trì chất lượng của lưới vì nó biến dạng và sự biến dạng giống như đất sét trong tay trẻ em.

Trong những tình huống này, sử dụng chia lại lưới (remesh) sẽ hữu ích để tránh các mắt lưới bị méo. Điều này có thể phức tạp, đặc biệt nếu quá trình chia lại lưới (remeshing) được thực hiện tự động mà không có sự can thiệp của người dùng.

May mắn thay, Ansys Mechanical có thể chỉnh sửa các phần tử bị méo trong phân tích 2D và 3D. Hãy thảo luận về hai ứng dụng trong đó các kỹ thuật chia lưới là rất quan trọng để giải quyết các vấn đề phức tạp.

Hình học có thể dễ dàng biến dạng và biến dạng như đất sét đồ chơi của trẻ em

Lưới thích nghi phi tuyến là gì?

Mô phỏng các phương pháp sản xuất như cán, kéo và dập thường đi kèm với sự thay đổi hình dạng đáng kể. Phân tích vòng đệm cao su hoặc kim loại dẻo được làm mềm để ngăn rò rỉ chất lỏng hoặc khí cũng gây ra sự biến dạng nghiêm trọng. Trong các loại phân tích này, sự thay đổi hình dạng nghiêm trọng đến mức làm mất chất lượng của lưới ban đầu.

Khả năng thích ứng lưới phi tuyến (NLAD) giải quyết các vấn đề về biến dạng lưới trong các phân tích như vậy. Bộ giải theo dõi chất lượng lưới và khi nhận thấy sự biến dạng, lưới chất lượng cao hơn sẽ được tạo ra. Bạn có được sự linh hoạt trong việc remesh vùng bị méo bằng cách tinh chỉnh, duy trì lưới cùng kích thước hoặc làm thô lưới.

Giải pháp NLAD cho dây đàn hồi cuốn giữa nhiều chi tiết

Những lợi ích của lưới thích nghi phi tuyến

Kỹ thuật này có thể chia lại lưới khi có sự tự tiếp xúc. Đây là điển hình khi mô phỏng các vòng đệm cao su được ép vào các kẽ hở nhỏ để ngăn rò rỉ chất lỏng hoặc khí trong bình áp suất cao, đường ống và các thiết bị cơ khí khác.

Một ưu điểm của NLAD là kiểm soát các lỗi về lưới rời rạc. Khi các kỹ sư thiết kế các thành phần, một vấn đề nhức nhối trong tâm trí của nhà phân tích là tính chính xác của kết quả. Một lỗi phổ biến với các mắt lưới thô trong các vùng quan tâm dẫn đến việc đánh giá không chính xác ứng suất tại các vị trí quan trọng.

Khả năng thích nghi của lưới phi tuyến có thể làm giảm bớt những vấn đề này bằng cách theo dõi các khả năng của lưới để nắm bắt các biến thể của ứng suất và biến dạng và tinh chỉnh chúng để nắm bắt tốt hơn các thay đổi ứng suất và biến dạng trong các phần tử lân cận.

Đối với các mô hình rất lớn như vỏ động cơ hoặc trong các cụm chi tiết phức tạp mà vị trí của điểm nóng ứng suất vẫn chưa được xác định, việc bộ giải tự động tinh chỉnh các mắt lưới trong các vùng được chọn để cải thiện độ chính xác của kết quả là một lợi ích rất lớn.  

Tim hiểu thêm ở đây:

• Adapt Large Deflection Simulations Confidently with Nonlinear Adaptivity (NLAD) White Paper
• Nonlinear Adaptivity Technology in Ansys Mechanical Webinar
• Ansys Mechanical Basic Structural Nonlinearities Training

                                                               

Mô phỏng sự phát triển của vết nứt với phương pháp chia lưới thích nghi (Adaptive Remeshing)

Công nghệ remesing cũng được sử dụng trong mô phỏng sự phát triển của vết nứt. Sự phát triển vết nứt do mỏi là sự cố thường gặp trong các thiết bị công nghiệp, kết cấu hàng không và thiết bị sử dụng trong giao thông vận tải, dẫn đến thiệt hại về người và của.

Dự đoán sự phát triển của vết nứt là rất quan trọng để đảm bảo an toàn. Khi các vết nứt ở những vị trí hình học phức tạp, sổ tay kỹ thuật truyền thống không hiệu quả. Công nghệ Tách, Tạo hình, Thích ứng, Làm mới (S.M.A.R.T) cho phép bạn dự đoán chính xác sự phát triển của vết nứt trong các chu kỳ tải mỏi phức tạp.

Một thách thức chính là khả năng không chỉ dự đoán sự phát triển và hướng của vết nứt, mà còn tự động xử lý các thay đổi cấu trúc liên kết trong lưới và chia lại lưới cho hình học với các mặt vết nứt mới một cách tự động.

S.M.A.R.T đã được hoàn thiện để xử lý các hình dạng phức tạp như cánh quạt trong động cơ tuabin khí, vỏ động cơ và các đường hàn. Công nghệ remesh tự động tạo ra các mặt vết nứt mới, tinh chỉnh lưới ở mặt trước của vết nứt và làm thô lưới ở các vùng khác để duy trì độ chính xác trong khi vẫn duy trì số lượng lưới tối thiểu.

Tìm hiểu thêm ở đây:

• SMART Fracture White Paper
• Ansys Multiphysics Simulation for Crack Propagation Analysis Webinar
• Ansys Mechanical Fracture Mechanics Training

                                                               

                                                               

Sự lan truyền vết nứt được hiển thị trên hình dạng hình học của bộ tăng áp

Cả NLAD và S.M.A.R.T đều là các công nghệ bộ giải chia lại lưới vô cùng hữu ích. Khả năng remeshing tự động chuyển gánh nặng của việc remeshing một cấu trúc liên kết mới từ bạn sang bộ giải.

Các quy trình mô phỏng vốn rườm rà, tốn thời gian và dễ xảy ra lỗi nay đã trở nên thân thiện với người dùng. Điều này cho phép người dùng cơ bản và các chuyên gia mô phỏng giải quyết các vấn đề kỹ thuật phức tạp mà trước đây rất rắc rối.