La generación de mallas es el proceso de discretizar elementos estructurales en elementos finitos para fines de análisis computacional. Al crear una malla de EF, usted divide el sistema estructural en subsistemas representados por elementos definidos matemáticamente (figura 01). Esto permite que los programas informáticos como RFEM 6 resuelvan numéricamente las relaciones de equilibrio establecidas para cada elemento y realicen simulaciones mediante análisis con elementos finitos.
Una discretización bien dirigida es, de hecho, un paso clave para el flujo de trabajo de análisis y diseño de EF. Se debe tener en cuenta que una malla más detallada representará la geometría tridimensional de una manera más precisa y conducirá a una mejor aproximación. Por otro lado, una malla demasiado detallada daría como resultado más puntos para el análisis de EF, para los cuales se deben resolver ecuaciones adicionales; esto aumentaría significativamente el tiempo de cálculo. Por lo tanto, se debe poder evaluar si el esfuerzo computacional adicional es realmente necesario para el análisis y/o cálculo previsto.
Cuando se puede lograr el mismo resultado con una malla más simple, es razonable evitar generar una malla muy detallada que solo ralentizará el cálculo sin mejorar significativamente la calidad de los resultados. Por lo tanto, es posible que desee utilizar un tamaño diferente y tener una malla independiente para dos o más objetos separados en el mismo proyecto. RFEM 6 lo hace posible al ofrecer una función de "Malla independiente preferida" que le permite generar una malla de EF con un nivel de detalle diferente para los objetos individuales que estén integrados entre sí.
Esto es especialmente relevante en el caso de objetos con diferentes tamaños que requieren un nivel de detalle diferente en términos de cálculo. Un ejemplo es una losa en un macizo de suelo, como se muestra en la Imagen 02. El sólido del macizo del suelo se puede modelar con una malla de EF más gruesa que la losa, y la malla de EF de la losa de forjado integrada se puede refinar al mismo tiempo.
Un caso simple de esto también se muestra en la Imagen 03, donde un elemento de viga representado por superficies está conectado a un macizo de suelo representado por un sólido en RFEM 6. Para trazar una paralela entre una malla generada sin usar la función "Malla independiente preferida" y una malla generada con esta función, primero generamos la malla simplemente haciendo clic en el botón "Generar malla" (es decir, sin usar la función mencionada anteriormente función).
La malla creada de esta manera se muestra en la Imagen 04. Aquí se nota que el mallado fino de las superficies que tienen que estar conectadas al cuerpo sólido en el terreno da como resultado una malla fina en general. Sin embargo, si observa las estadísticas de la malla, que se pueden encontrar en el menú "Cálculo" como en la figura 05, puede ver que esta generación de malla también da como resultado un número elevado (47.162) de elementos FE-3D y, por lo tanto, requiere más tiempo de cálculo.
Ahora, usemos la opción "Malla independiente preferida" y veamos qué sucede. Para hacer esto, abra el cuadro de diálogo "Configuración de malla" que administra la generación de EF en RFEM 6. Puede abrir este cuadro de diálogo seleccionando Configuración de malla en el menú "Cálculo", como se muestra en la Imagen 06.
Además de especificar la configuración general como la longitud del elemento finito objetivo (que controla el tamaño de la malla con la que se genera la malla de EF) y la distancia máxima entre nudos y líneas (que indica a qué distancia está un nudo de la línea cuando se integrada en la línea), ahora también se puede activar la opción "Malla independiente preferida" utilizando la casilla de verificación que se muestra en la figura 07. Para generar la malla, haga clic en "Aceptar y aplicar".
Como se ha descrito anteriormente, la activación de esta opción permite al programa generar mallas de EF específicas para los objetos individuales. El único requisito es que estos objetos estén integrados entre sí. Dado que este requisito se cumple para los objetos de interés, se genera una malla de EF como se muestra en la Imagen 08. En la imagen, es evidente de inmediato que el cuerpo sólido ahora está modelado con una malla de EF más gruesa.
Una malla de EF menos detallada para el sólido en comparación con la creada sin usar la función "Malla independiente preferida" ahora da como resultado un número menor de elementos de EF, como se muestra en las estadísticas de la malla en la Imagen 09. Tenga en cuenta que el número de elementos EF en 3D ahora es de 2.400, que es significativamente menor que los 47.162 que teníamos antes. Esto permite un diseño mucho más claro de las mallas de EF y da como resultado un tiempo de cálculo significativamente más corto.
Conclusiones
La opción Malla independiente preferida le permite crear diferentes mallas de EF entre objetos en el modelo. En otras palabras, puede crear una malla de EF individual para diferentes objetos, siempre que los objetos estén integrados entre sí. Esto le permite reducir el número de elementos finitos y maximizar la precisión y el detalle de su análisis estructural. Este enfoque es muy conveniente para modelos donde los objetos individuales se deban considerar en el cálculo con diferentes niveles de detalle de malla de EF. Al habilitar la función en el cuadro de diálogo "Configuración de malla", se crea una malla de EF mucho mejor estructurada y se reduce el número de elementos finitos, lo que le ahorra tiempo y esfuerzo de cálculo.
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