هندسه‌های CAD، به‌ویژه آنهایی که از نرم‌افزار طراحی CAD وارد می‌شوند، ممکن است دارای ویژگی‌های کوچکی مانند چهره یا لبه‌ها باشند که می‌تواند به میزان قابل توجهی تعداد عناصر مش را در مدل افزایش دهد. یک رویکرد مدل‌سازی کارآمد، اجتناب از چنین ویژگی‌های کوچکی با استفاده از عملیات هندسه مجازی برای “پنهان کردن” آنها از مشر است. یکی از مزایای استفاده از عملیات هندسه مجازی این است که انحنای هندسه حفظ می‌شود، که می‌تواند برای برخی کاربردهای فیزیک، مانند آنالیز تنش، مهم باشد.

در این آموزش شما هندسه رینگ چرخ را برای تحلیل تنش با شکست دادن آن با استفاده از عملیات هندسه مجازی آماده می‌کنید. تحلیل تنش در مدل فرعی یک رینگ چرخ که در کتابخانه‌های کاربردی برای ماژول مکانیک سازه یافت می‌شود، توضیح داده شده است.

هندسه ای که باید مشبک شود از طرح رینگ ده پره است که در شکل 1 نشان داده شده است .

برای ارائه نتایج دقیق برای سفتی لبه، یک مش برای تجزیه و تحلیل با استفاده از تنظیمات مش از پیش تعریف شده عادی پیش فرض ایجاد کنید. اعمال هندسه مجازی برای کاهش تعداد عناصر در مش.

مش تولید شده با هندسه اصلی از حدود 220000 عنصر چهار وجهی تشکیل شده است، شکل 2 را در زیر ببینید.

به دلیل کوچک بودن صورت ها و لبه ها، مش تولید شده با تنظیم اندازه عادی پیش فرض حاوی پیام های اطلاعاتی است. این پیام ها نشان می دهد که برخی از ویژگی های کوچک را نمی توان با استفاده از تنظیمات فعلی توسط مشر حل کرد. انتخاب‌های موجود در گره‌های اطلاعات می‌توانند به مکان‌یابی این موجودیت‌های هندسی کمک کنند.

مش نهایی، پس از عملیات هندسه مجازی، از حدود 180000 عنصر چهار وجهی تشکیل شده است، شکل 3 را در زیر ببینید، که به معنای کاهش حدود 15 درصدی با استفاده از تنظیمات مش است.

این کاهش قابل توجه عناصر است که نیاز به حافظه برای محاسبه راه حل را کاهش می دهد.

عملیات هندسه مجازی بعد از گره Finalize در دنباله هندسه ظاهر می شود. عملیات هندسه مجازی هندسه را تغییر نمی‌دهند، بلکه موجودیت‌های هندسی مانند چهره‌ها، لبه‌ها یا رئوس را از مشر پنهان می‌کنند. در نتیجه، یک هندسه مجازی مشبک می‌شود، از این رو نام این عملیات‌ها است.

به عنوان نقطه شروع برای استفاده از عملیات مجازی در هندسه، از اطلاعات پیام های ارائه شده توسط مشر استفاده کنید. گره‌های اطلاعاتی برای آن صورت‌ها یا لبه‌های کوچکی تولید می‌شوند که مششر نمی‌تواند با تنظیمات فعلی آنها را حل کند.

برای یک گردش کار کارآمد، می توانید از تقارن طراحی رینگ بهره ببرید. به‌جای ایجاد انتخاب‌ها بر روی هندسه کامل چرخ، می‌توانید عملیات مجازی را تنها بر روی یک پنجم لبه اعمال کنید. پس از اتمام، هندسه کامل لبه را از قسمت ها دوباره ایجاد کنید. انتخاب عملیات مجازی به طور خودکار گسترش می یابد تا هندسه کامل را شامل شود.

از منوی File ، New را انتخاب کنید .

در پنجره جدید ، روی  Model  Wizard کلیک کنید .

هندسه رینگ چرخ در قالب COMSOL MPHBIN ذخیره شده است.

اکنون، هندسه کامل را با استفاده از عملیات تبدیل ایجاد کنید.

به تنظیم تلرانس تعمیر برای عملیات Form Union ادامه دهید . این گاهی اوقات هنگام کار با هندسه های طراحی CAD وارداتی ضروری است.

این گره اطلاعات شامل مجموعه‌ای از لبه‌ها است که بسیار کوتاه‌تر از حداقل اندازه عنصر تعیین‌شده توسط اندازه عنصر Finer است .

در شکل زیر می توانید نواحی با تراکم مش بالا را در اطراف سوراخ های پیچ و در ناحیه فیله ها بین پره و درام رینگ مشاهده کنید.

این نواحی چهره‌های کوچک یا لبه‌های کوچک را نشان می‌دهند، که اگر موجودیت‌های گزارش‌شده در گره‌های اطلاعات برای مش را بررسی کنید، می‌توانید آنها را پیدا کنید.

با استفاده از عملیات Form Composite Faces ، چهره های چند فیله را در هندسه ادغام خواهید کرد.

ابتدا، گره Rotate 1 را غیرفعال کنید تا فقط با هندسه کاهش یافته کار کند، که تعداد انتخاب هایی را که باید برای عملیات مجازی ایجاد کنید محدود می کند.

در پنجره Model  Builder ، در قسمت Component  1  (comp1)>Geometry  1 روی Rotate  1  (rot1) کلیک راست کرده و Disable را انتخاب کنید .

قبل از مش بندی، می توانید با فعال کردن گره Rotate 1 در دنباله هندسی، هندسه کامل رینگ چرخ را ایجاد کنید .

هندسه اکنون شامل مرزهای داخلی است که پنج حوزه مجزا را مشخص می کند. از آنجایی که کل لبه از یک ماده ساخته شده است، می توانید با عملیات Form Composite Domains یک دامنه ایجاد کنید .

در نهایت هندسه لبه را مش کنید.