Jak jakość elementów wpływa na dokładność wyników w SOLIDWORKS Simulation?

Jednym z kluczowych aspektów Metody Elementów Skończonych (MES), na której opiera się SOLIDWORKS Simulation, jest odpowiednia dyskretyzacja geometrii. Jakość elementów siatki ma ogromny wpływ na wyniki symulacji, dlatego ignorowanie tego zagadnienia może prowadzić do błędów i nieścisłości. Choć sam proces wydaje się prosty, kluczowym wyzwaniem pozostaje odpowiednia dyskretyzacja modelu. Jakość siatki ma bezpośredni wpływ na wyniki symulacji, dlatego tak istotne jest zrozumienie tego zagadnienia.

Czym jest dokładność wyników?

Dokładność wyników w kontekście MES oznacza uzyskanie wyniku jak najbardziej zbliżonego do rzeczywistości. Wynik dokładny to taki, który minimalnie różni się od danych uzyskanych podczas fizycznego testowania modelu. Nie chodzi tutaj jedynie o więcej miejsc po przecinku w liczbie wynikowej, ale o rzeczywistą zgodność z fizycznym zachowaniem badanego obiektu.

Czynniki wpływające na jakość elementów w SOLIDWORKS Simulation

Jakość siatki elementów skończonych zależy od szeregu czynników. Dzięki SOLIDWORKS Simulation użytkownik ma możliwość manualnego lub automatycznego tworzenia siatki, dostosowując parametry do potrzeb analizy.

1. Kształt elementów

Podstawowym kryterium jakości jest kształt elementów. W SOLIDWORKS Simulation domyślnie stosowana jest siatka czworościenna. Idealnym rozwiązaniem byłaby siatka złożona z jednakowych, foremnych elementów, lecz takie geometrie są w praktyce rzadko spotykane. Z tego powodu kształt siatki jest kompromisem pomiędzy odwzorowaniem geometrii a optymalizacją dokładności obliczeń.

2. Wielkość elementów

Im mniejsze elementy siatki, tym więcej ich powstaje, co przekłada się na większą liczbę węzłów i dokładniejsze wyniki. Jednak należy pamiętać, że:

• Zbyt duża liczba elementów zwiększa czas obliczeń.

• Może prowadzić do błędów zaokrągleń spowodowanych ograniczeniami sprzętowymi.
  Dążenie do uzyskania idealnej dokładności może być nieopłacalne, jeśli przyrost precyzji wyników jest niewielki w stosunku do czasu i zasobów obliczeniowych.

3. Zagęszczenie siatki

Dostosowanie gęstości siatki do charakterystyki geometrii ma kluczowe znaczenie. W obszarach złożonych, takich jak otwory, łuki czy połączenia, warto zastosować zagęszczenie siatki. Dzięki temu analiza uwzględnia miejsca krytyczne, np. koncentracje naprężeń, co poprawia dokładność wyników.

Parametry jakości siatki w SOLIDWORKS Simulation

Diagnostyka jakości siatki w SOLIDWORKS Simulation pozwala ocenić, czy siatka spełnia wymagania i nie zawiera błędów. Kluczowe kryteria to:

• Jakobian – mierzy odchylenie kształtu elementu od idealnego. Wartości powyżej 10 lub ujemne wskazują na poważne problemy z geometrią, które mogą wpłynąć na wyniki symulacji.

• Współczynnik kształtu – określa proporcje między bokami elementu. Najlepsze wyniki osiągane są przy elementach jednorodnych, lecz w praktyce elementy muszą być dopasowane do skomplikowanej geometrii.

• Skośność – analizuje kąty w elementach, porównując je z idealnym trójkątem równobocznym (dla siatek czworościennych).

Podsumowanie

Odpowiednia jakość siatki w SOLIDWORKS Simulation ma decydujący wpływ na dokładność wyników. Dzięki narzędziom diagnostycznym użytkownik może ocenić jakość elementów, jednak doświadczenie i znajomość dobrych praktyk w tworzeniu siatki są równie istotne.

W SOLIDWORKS Simulation kluczem do sukcesu jest znalezienie równowagi między czasem obliczeń a precyzją wyników. Dla użytkowników chcących zgłębić tajniki MES, nasze kursy SOLIDWORKS Simulation oferują praktyczne wskazówki i umiejętności, które pozwalają na przeprowadzanie bardziej efektywnych analiz.

Czy ten element się nie urwie?

To pytanie często pojawia się podczas projektowania nowych komponentów. Na pierwszy rzut oka wszystko wygląda dobrze, ale rzeczywistość potrafi zaskoczyć.

Zamiast budować kosztowny prototyp i przeprowadzać długie badania, skorzystaj z analiz numerycznych SOLIDWORKS Simulation.

Obejrzyj nasz film i w kilka chwil uzyskaj odpowiedź, czy Twój projekt wytrzyma obciążenia – bez potrzeby fizycznych testów. Szybciej, taniej, pewniej.