Reguli privind discretizarea in elemente

Următoarele reguli se referă la aplicaţiile structurale. Acestea se vor aplica pentru reţele de discretizare plane, aplicate unor structuri continui, pentru uşurinţa vizualizării.

Utilizaţi o reţea de discretizare relativ fină (grosieră) în regiunile în care aşteptaţi un gradient înalt (scăzut) al deformaţiilor specifice şi / sau al tensiunilor. Regiunile în care se aşteptă gradienţi ridicaţi sunt următoarele:

- În apropierea colţurilor, sau a muchiilor cu curburi accentuate.

- În apropierea sarcinilor concentrate, reacţiunilor concentrate, fisurilor.

- În interiorul structurilor cu variaţii mari în grosime, proprietăţi de material sau arii de secţiuni transversale.

Exemplele de urmatoare ilustrează astfel de “regiuni periculoase”. Departe de aceste regiuni se poate utiliza o discretizare grosieră în interiorul constrângerilor impuse de necesitatea respectării geometriei structurale, sarcinilor şi condiţiilor de fixare în condiţii rezonabile.

Forme preferate

În modelarea MEF bidimensională, dacă trebuie să alegeţi între triunghiuri şi patrulatere cu acelaşi mod de aranjare al nodurilor, preferaţi patrulaterele. Triunghiurile sunt mai convenabile pentru procesul de discretizare, tranziţiile în reţeaua de discretizare, rotunjirile din zona colţurilor şi lucruri asemănătoare. Dar uneori triunghiurile pot provoca anumite probleme.

În modelarea MEF tridimensională, sunt de preferat “cărămizile” (brick) elementelor prismatice, iar acestea din urmă elementelor tetraedice (piramida). Ultimele trebuie folosite numai dacă nu există altă alternativă viabilă. Problema principală cu piramidele şi cu prismele este aceea că ele pot produce rezultate în tensiuni greşite, chiar dacă soluţia în deplasare pare rezonabilă.

Rapoartele de aspect ale elementelor

Raportul de aspect al unui element bi- sau tridimensional reprezintă raportul dintre cea mai mare şi cea mai mică dimensiune a lui. Când efectuaţi discretizarea evitaţi elementele finite cu un raport de aspect mare, alungite sau “slabe”, cum sunt cele prezentate în figura de mai jos. Ca o regulă primară, elementele cu raport de aspect depăşind valoarea 3 trebuie privite cu grijă, iar dacă se depăşeşte valoarea 10, acesta trebuie să fie un semnal de alarmă. Astfel de elemente nu produc neapărat rezultate greşite – acest lucru depinde sarcinile şi condiţiile de fixare ale aplicaţiei – dar pot fi sursa unor instabilităţi.

Suprafeţe fizice de separaţie

O suprafaţă fizică de separaţie, rezultând, de exemplu, prin schimbarea materialului, trebuie să cuprindă margini de elemente. Adică, elementele nu trebuie să intersecteze aceste suprafeţe.

Conditii la limita

Suprimarea mişcării de solid rigid în spaţiu tridimensional