Soporte al Usuario de COSMOS/™ -- Nota Técnica Nº S16
Trucos de Mallado con Elementos SHELL
Productos: COSMOS/Works, COSMOS/DesignSTAR y
COSMOS/M
Versión: Todas las Versiones
Categoría: Preprocesado
Ultima revisión: Agosto-2002
En esta página se ofrecen algunos trucos o consejos para obtener mallas de calidad con elementos SHELL. Considerar el siguiente problema: se desea mallar con elementos SHELL una placa de espesor constante con un agujero central, tal como muestra la siguiente figura. Se desea obtener una malla refinada alrededor del agujero por ser esta zona la de mayores tensiones y así obtener una buena precisión en el análisis, mientras que en el resto de la pieza la malla puede ser de mayor tamaño.
La siguiente figura muestra el modelo resultante de mallar con elementos SHELL tipo DRAFT (triángulos de 3-nodos) usando el tamaño por defecto que ofrece el programa. Como puede apreciarse en la figura la malla alrededor del agujero es bastante burda, ofreciendo una mala precisión de resultados.
El "truco" para refinar el tamaño del elemento en las zonas próximas al agujero (y así mejorar la precisión del análisis sin aumentar de forma considerable el tamaño del modelo (nodos y elementos) y por tanto el número de ecuaciones a resolver) consiste en utilizar el recurso de "partir o dividir caras por una curva" típico de los paquetes CAD de modelado sólido actuales, tal como muestran las siguientes imágenes:
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| En SolidWorks ir a "Insertar > Curva > Línea de Partición" | En Autodesk INVENTOR usar la orden "Dividir Caras" |
Utilizando el recurso anterior se proyecta un círculo contra la cara dividiendo la cara del sólido por dicho círculo. El resultado es el que muestra la figura siguiente:
El resultado de la operación CAD anterior es que la cara completa del sólido se divide en dos regiones, una de las cuales tiene forma de anillo alrededor del agujero original. Pues bien, utilizando la opción de "control local de la malla" sobre dicho anillo se prescribe un tamaño de elemento varias veces menor (digamos la 3ª parte) del tamaño de elemento global que se utilice para mallar la pieza completa con elementos SHELL. Recordar que uno de los Consejos de Mallado referentes al número de divisiones a utilizar para mallar arcos o superficies cilíndricas consistía en tener un elemento cada 15º, por tanto para mallar un arco de 90º habrá que utilizar 6 elementos. Esto es válido como regla general siempre que se malle con elementos de bajo orden, es decir, de lados rectos. Si se utilizan elementos de alto orden con nodos intermedios se puede reducir perfectamente el número de elementos a la mitad:
La malla resultante tendrá un aspecto similar al de la siguiente figura, siendo mucho más refinada en la zona del agujero, lo cual garantiza una buena precisión del análisis y una buena calidad de los resultados:
