• Ejemplos de Mallado con FEMAP

Consejos de Mallado y Análisis por Elementos Finitos con Simcenter FEMAP y Simcenter Nastran

A menudo publico vídeos en mi canal de YOUTUBE con consejos de mallado y análisis por Elementos Finitos para responder con mucho gusto a preguntas tanto sobre Simcenter Nastran como Simcenter FEMAP planteadas en diferentes foros de ingeniería como ENG-TIPS, o en los propios foros de SIEMENS tales como Simcenter-Femap-Community y Simcenter-Nastran-Community, o en el grupo de Femap en Facebook, etc.. Me gustaría reunir algunos de esos videos junto con las imágenes y animaciones incluidas en mis respuestas de los últimos 6 meses y juntar aquí todo en un POST, básicamente para que no se pierda todo ese conocimiento y sirva de ayuda primero a nuestros clientes y usuarios, y también quede a disposición de todos los miembros de este BLOG, así como visitantes y amigos del Mallado y Análisis por Elementos Finitos con FEMAP, ¿OK?. Pues vamos a por ello!!.

• Métodos de Mallado por Elementos Finitos de una Celosía en FEMAP

El objetivo de esta publicación es enseñar cómo mallar en FEMAP V2020.1 una estructura metálica de celosía cuyas diagonales están unidas a los largueros principales mediante cartelas atornilladas.

Se utilizarán dos planteamiento diferentes de mallado para resolver el problema (se conoce en inglés como “Meshing Approach“): un mallado local bajando al detalle de la unión atornillada entre largueros y diagonales pero que conlleva un coste de preparación de la geometría y mallado importante, y un mallado global aprovechando las propiedades de unión articulada de los elementos CROD que permite crear de forma rápida y eficiente el modelo de elementos finitos en una fracción del tiempo del modelo local.

Al final evaluaremos la bondad de ambos métodos de mallado comparando los resultados obtenidos a partir de un análisis de frecuencias y modos de vibración realizado con el solver Simcenter Nastran (SOL103) y podremos valorar las ventajas e inconvenientes de cada método, yo creo que vamos a llevarnos una grata sorpresa!!.

• BEAM CROSS SECTION using SURFACE with REFERENCE POINT on FEMAP

En FEMAP desde hace varias versiones tenemos disponible una utilidad muy interesante para generar las propiedades de la Sección Transversal de elementos 1-D tipo viga CBAR/CBEAM a partir de la geometría CAD 3-D Sólida que permite crear el  PUNTO DE REFERENCIA a la vez que seleccionamos la superficie correspondiente a la sección transversal de la viga sobre la geometría CAD 3-D. Para que se active esta opción durante la creación de la Sección Transversal  de Vigas deberás seleccionar en FEMAP tanto el método Standard como Shape = General Section.

El Punto de Referencia sólo se usa cuando se asignan los atributos de mallado a curvas usando la orden Mesh > Mesh Control > Attributes along Curve, siendo una manera cómoda de definir automáticamente el #OFFSET del centro de cortadura en secciones no simétricas.

Aquí os dejo un vídeo explicando las ventajas de utilizar el PUNTO DE REFERENCIA a la hora de prescribir los attributos en curvas para mallar con elementos CBAR/CBEAM. Se trata de un ensamblaje de Aluminio 6066 (T6) compuesto por una placa de espesor 2.5 mm reforzada con perfiles tubulares de dimensiones 25x15x2.5 mm que se desean mallar con elementos 1-D viga CBEAM.

Se crea la superficie media de la placa para mallar con elementos 2-D Shell CQUAD4.

Modelo final con la placa mallada con elementos 2-D Shell CQUAD4 y las vigas malladas con elementos CBEAM. La curva utilizada para mallar las vigas es la misma curva de la superficie media, por tanto los elementos CBEAM comparten nodos con los elementos CQUAD4. La clave está en utilizar como REFERENCE POINT el punto situado en la curva de la superficie media.

Y aquí tenéis el vídeo con el ejemplo explicado paso-a-paso:

Saludos,
Blas.

2-D TRANSITION MESH in FEMAP

Voy a enseñaros algunas de las técnicas de Transición de Mallado 2-D que se pueden realizar en FEMAP sin problemas y que he utilizado recientemente en algunos proyectos con excelentes resultados.

Por ejemplo, la siguiente imagen muestra diferentes ejemplos de transición de malla (de izquierda a derecha) utilizando elementos 2-D triangulares. Tengo que decir que yo no soy muy amigo de usar elementos triangulares, pero esta técnica en especial me gusta porque la transición de malla es muy regular, y entendiendo la técnica de progresión ofrece muchas posibilidades para ajustarse a las necesidades de divisiones y nº de elementos de cada caso en particular.

• CASO#1: Pasar de 10 a 5 elementos: la clave está en definir en los laterales 5 divisiones, en ese caso la malla resultante presenta el aspecto de la figura nº1. No hace falta definir ningún MESH > MESH CONTROL > MESHING APPROACH especial, no, el truco está en prescribir en los TRES BORDES LATERALES la MITAD de elementos que tenga el extremo director. Es decir: si tenemos A=10 elementos en el borde izquierdo, simplemente prescribiendo A/2=10/2=5 en los otros tres bordes obtendremos la malla de la figura nº1. Esto es aplicable para cualquier valor “par” de A.
• CASO#2: Pasar de 10 a 4 elementos, con 6 elementos en el lateral. La clave está en definir en los laterales 6 divisiones, en ese caso la malla resultante presenta el aspecto de la figura nº1. Ya véis la progresión: si defines “n” divisiones en el borde lateral derecho, deberás prescribir “n+1” divisiones en los bordes laterales superior e inferior, siendo n=4,3,2
• CASO#3: Pasar de 10 a 3 elementos, con 7 elementos en el lateral. La clave está en definir en los bordes laterales superior e inferior 7 divisiones.
• CASO#4: ¿Y si el nº de divisiones en el borde izquierdo es impar?. Pues también funciona, aquí tenéis el ejemplo: Pasar de 9 a 4 elementos, con 5 divisiones en el lateral. 
• CASO#5: Pasar de 9 a 3 elementos, con 6 divisiones en el lateral. La clave está en definir en los bordes laterales superior e inferior 6 divisiones.

FEMAP SYMPOSIUM 2013

Aquí tenéis recogidas todas y cada una de las interesantes presentaciones publicadas durante la celebración del pasado “1er FEMAP SYMPOSIUM 2013” realizado los días 26 y 27 de Junio de 2013 en Cincinati, OHIO (USA). Me parece una idea excelente celebrar este tipo de eventos ya que reúne a ingenieros y usuarios de FEMAP de todas las partes del mundo y permite compartir ideas y experiencias no sólo entre usuarios sino también conocer personalmente al equipo de desarrollo de FEMAP, que en mi opinión es magnífico, son unos genios y excelentes personas!!.

37.- FEMAP TIPS & TRICKS: Extruir Elementos

El vídeo enseña una técnica muy interesante de generar por extrusión mallas 2-D de elementos Shell CQUAD4 a partir del contorno exterior de una malla 2-D utilizando la orden “Mesh > Extrude > Element Face ..”, sin necesidad de que exista ninguna geometría de base ni ninguna malla 1-D en el contorno exterior.

El “truco” está en utilizar el método de selección de caras como “Adjacement Faces“: tras seleccionar gráficamente una de las caras laterales haciendo “click” con el ratón en cualquier cara (arista) del contorno exterior de un elemento 2-D la clave está en dar un ángulo de tolerancia mayor de 90º (por ejemplo 99) para que seleccione TODAS las caras de los elementos exteriores del contorno.

Saludos,
Blas.

23.- FEMAP TIPS & TRICKS — INSPECCIÓN VISUAL DE LA CALIDAD DE LA MALLA

Cuando FEMAP termina de mallar un sólido con elementos Tetraédricos 3-D genera en la ventana de mensajes un informe sobre la calidad de la malla, pero como una imagen vale más que mil palabras en este vídeo podréis aprender cómo visualizar en pantalla los elementos que presentan la máxima distorsión y peor calidad, de esta forma el usuario siempre puede evaluar la calidad de la malla antes de ejecutar el análisis por elementos finitos y así garantizar una buena precisión de los resultados.

Saludos,
Blas.