Generowanie siatki to proces dyskretyzacji elementów konstrukcyjnych na elementy ES dla celów analizy obliczeniowej. Tworzenie siatki ES powoduje podział układu konstrukcyjnego na podukłady reprezentowane przez matematycznie zdefiniowane elementy (rysunek 01). Pozwala to programom komputerowym, takim jak RFEM 6, na numeryczne rozwiązywanie zależności równowagi dla każdego elementu i przeprowadzanie symulacji MES.
Właściwie ukierunkowana dyskretyzacja jest w rzeczywistości kluczowym krokiem w procesie analizy MES i obliczeń. Należy wziąć pod uwagę, że siatka bardziej szczegółowa będzie dokładniej odwzorowywać geometrię 3D i pozwoli na lepsze przybliżenie. Z drugiej strony, zbyt szczegółowa siatka skutkowałaby większą liczbą punktów do analizy ES, dla których należy rozwiązać dodatkowe równania; wydłużyłoby to znacznie czas obliczeń. Dlatego należy ocenić, czy dodatkowy nakład pracy obliczeniowej jest naprawdę niezbędny do zamierzonej analizy lub obliczeń.
Jeżeli taki sam wynik można uzyskać za pomocą prostszej siatki, rozsądnie jest uniknąć generowania bardzo szczegółowej siatki, która tylko spowolni obliczenia bez znacznej poprawy jakości wyników. Dlatego dla dwóch lub więcej osobnych obiektów w tym samym projekcie można zastosować inny rozmiar i niezależną siatkę. Umożliwia to program RFEM 6 dzięki funkcji "Preferowana niezależna siatka”, która umożliwia generowanie siatki ES na różnym poziomie szczegółowości dla poszczególnych zintegrowanych obiektów.
Jest to szczególnie istotne w przypadku obiektów o różnych rozmiarach, które wymagają innego poziomu szczegółowości obliczeń. Jednym z przykładów jest płyta na masywie gruntowym, jak pokazano na rysunku 02. Bryła masywu gruntowego może być modelowana przy użyciu grubszej siatki ES niż płyta, a siatka ES płyty stropowej może być również zagęszczona.
Prosty przypadek pokazano również na rysunku 03, gdzie element belkowy przedstawiony jako powierzchnie jest połączony z masywem gruntowym przedstawiony jako bryła w programie RFEM 6. Aby narysować paralelę między siatką wygenerowaną bez użycia funkcji „Preferowana siatka niezależna” a siatką wygenerowaną za pomocą tej funkcji, najpierw generujemy siatkę, klikając przycisk „Generuj siatkę” (tj. bez użycia (funkcję tętna).
Utworzoną w ten sposób siatkę pokazano na rysunku 04. W tym miejscu można zauważyć, że zagęszczenie siatki powierzchni, które muszą być połączone z bryłą w gruncie, skutkuje ogólnym zagęszczeniem siatki. Jeśli jednak spojrzysz na statystyki siatki, które można znaleźć w menu "Oblicz", jak na rys. 05, można zauważyć, że to generowanie siatki również skutkuje dużą liczbą (47162) elementów FE-3D i dlatego wymaga więcej czas obliczeń.
Skorzystajmy teraz z opcji “Preferowana siatka niezależna” i zobaczmy, co się stanie. W tym celu należy otworzyć okno dialogowe “Ustawienia siatki”, które zarządza generowaniem ES w programie RFEM 6. Okno to można otworzyć, wybierając opcję Ustawienia siatki z menu “Oblicz”, jak pokazano na rysunku 06.
Oprócz określenia ogólnych ustawień, takich jak docelowa długość elementu skończonego (która określa rozmiar siatki, z jaką generowana jest siatka ES) i maksymalna odległość węzeł-linia (która wskazuje, w jakiej odległości węzeł znajduje się od linii, gdy jest automatycznie zintegrowane z linią), opcję "Preferowana siatka niezależna" można teraz również aktywować za pomocą pola wyboru pokazanego na rys. 07. Aby wygenerować siatkę, kliknij "OK i zastosuj".
Jak opisano powyżej, aktywowanie tej opcji umożliwia generowanie określonych siatek ES dla poszczególnych obiektów. Jedynym wymaganiem jest, aby obiekty te były ze sobą zintegrowane. Ponieważ wymaganie to jest spełnione w przypadku interesujących nas obiektów, generowana jest siatka ES, jak pokazano na rysunku 08. Na rysunku od razu widać, że bryła jest teraz modelowana przy użyciu większej siatki ES.
Mniej szczegółowa siatka ES dla bryły w porównaniu z siatką utworzoną bez użycia funkcji „Preferowana siatka niezależna” skutkuje teraz mniejszą liczbą elementów ES, jak pokazano w statystykach siatki na rysunku 09. Należy pamiętać, że liczba elementów 3D ES wynosi teraz 2400, czyli znacznie mniej niż 47 162 elementów, które mieliśmy wcześniej. Pozwala to na znacznie bardziej przejrzyste projektowanie siatek ES i skraca czas obliczeń.
Zakończenie
Opcja Preferowana niezależna siatka umożliwia tworzenie różnych siatek ES dla różnych obiektów w modelu. Innymi słowy, można utworzyć indywidualną siatkę ES dla różnych obiektów, pod warunkiem, że są one ze sobą zintegrowane. Pozwala to zredukować liczbę elementów skończonych i zmaksymalizować dokładność i szczegółowość analizy statyczno-wytrzymałościowej. Takie podejście jest bardzo wygodne w przypadku modeli, w których w obliczeniach należy uwzględnić poszczególne obiekty o różnych poziomach szczegółowości siatki ES. Włączenie tej funkcji w oknie dialogowym “Ustawienia siatki” zapewnia znacznie lepszą strukturę siatki ES i zmniejsza liczbę elementów ES, oszczędzając czas i wysiłek.
