Gerador de Malha – Simulation – SW 2017

Senhores,

Como sempre falo, outubro está 10 dias de distância e a nova versão do SolidWorks começa a ser divulgada de forma oficial.

Para tal, escolhi um dos meus tópicos preferidos, o SolidWorks Simulation. Como sempre falo, as evoluções do Simulation são mais perceptíveis em usabilidade ano após ano do que propriamente a ferramenta CAD. A cada ano muitos paradigmas são quebrados e mudados. Nesse ano, uma das mudanças técnicas mais sentidas é o gerador de malha, mas antes preciso falar do que já existe.

Conceitos

Quem já foi treinado em qualquer software de simulação sabe que existem 3 itens que precisam ser estudados para entendermos a simulação

  • Nós – Onde os deslocamentos e tensões são calculados
  • Elementos – A entidade geométrica utilizada para o posicionamento dos nós.
  • Malha – O conjunto de elementos utilizados para representar a geometria a ser analisada.

Basicamente, toda malha é criada para discretizar um elemento contínuo e com nós infinitos em algo com X ou Y pontos definidos, o que muda é o tamanho do elemento.

Quanto maior o tamaho dos elementos, menor será a quantidade de pontos, vejam abaixo a representação de uma malha.

Post Simulation

No SolidWorks, basicamente a malha utilizada é a tetraédrica, com nós nas estremidades e meio dos tetraedos. Para a malha de casca, se utiliza a malha triangular. Basicamente esse tipo de elemento pode nos confundir com o cálculo e trazendo pontos de tensão indesejados por conta da formulação do tipo de elemento. Daí vamos a um ciclo vicioso:

  • Refinar a malha
  • Com a malha refinada, aumentamos o tempo de cálculo.

Histórico do gerador de Malhas

O que veio a existir com as versões mais atuais do Simulation foi a existência de criação de malha com base na curvatura da peça, conforme imagem abaixo:

Por muitos anos que trabalhei com o SolidWorks, apenas existam os dois primeiros métodos de malha, que era a malha padrão. e controlávamos o tamanho do elemento. Quanto menor o elemento, conforme vocês podem ver, mais nós.

Na terceira imagem, contamos com um refino automático em determinadas geometrias com a malha gerada com base na curvatura da peça. Pode-se ver que existem muitos elementos pequenos. Com isso aumenta-se a quantidade de nós em 3x se compararmos com a primeira peça. Isso muitas vezes será necessário e o gerador de malhas possui inteligência para garantir que a geometria será computada corretamente.

Na última imagem contamos com um gerador de malha com base em curvatura mas que é capaz de eliminar nós desnecessários para a análise mantendo o tamanho do elemento. Esse gerador foi criado no SolidWorks 2016.

O que a 2017 nos agrega

A malha é algo importante pois sem ela com um tamanho correto poderemos ter alguns problemas como:

  • Não identificação correta da variação de tensão do SolidWorks
  • Picos não desejados de tensão por conta da deformação do elemento

Mas ter uma malha muito refinada pode aumentar e muito o tempo de processamento como eu já mencionei.

Com a chegada do SolidWorks 2017, poderemos utilizar o gerenciador de malhas para refinar ou engrossar a malha com base em curvatura, a criada em 2016. Com isso, poderemos utilizar neste recurso de malha os métodos de adaptatividade P e H nos elementos.

O que estes métodos nos trazem?

Deixo claro que eles são métodos que controlam a ordem do elemento, adicionando mais pontos na formulação do elemento (Adaptatividade P) ou modificam a altura do elemento (adaptatividade H). Com isso os componentes tem suas malhas recalculadas automaticamente com base nos mecanismos de malha. Deixo claro que, com base em critérios, o software tomará as decisões de engrossar/refinar a malha ou aumentar a ordem do elemento para a busca do resultado perfeito.

O que isso pode nos demonstrar?

Que a SolidWorks está realmente buscando meios de otimizar os nossos cálculos, antes para termos uma malha semelhante as exibidas mais a direita na imagem acima, seriam necessários muitos controles manuais e intervenções dos usuários. Hoje além de fazer uma malha mais eficiente, o SolidWorks está conseguindo controlar a sua eficiência de forma automática.

Sds,
Kastner