Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние проблемы расчета пластин из слоистых ма териалов с использованием информационных технологий 8
1.1. Анализ методов исследования элементов конструкций из слоистых материалов 8
1.2. Методика расчета изделий в системе ANSYS 21
Выводы по главе 31
2. Устойчивость и рост дефектов типа сквозного прямоугольного от слоения в пластине из слоистых материалов 32
2.1. Задачи устойчивости тонких отслоений в элементах конструк ций из слоистых материалов 32
2.1.1. Энергетический метод для решения нелинейных задач устойчивости 32
2.1.2. Определение критических нагрузок и закритического поведения с помощью энергетического критерия устойчивости 43
2.1.3. Влияние поперечного сдвига 52
2.2. Исследование роста дефектов типа отслоений 56
2.3. Примеры расчета одномерных задач 62
2.3.1. Действие изгибающего момента 62
2.3.2. Действие поперечной сосредоточенной силы 64
2.3.3. Осевое сжатие тонкого упругого отслоения 67
Выводы по главе 73
3. Численное моделирование дефектов в элементах конструкций из слоистых композиционных материалов 75
3.1. Упругие характеристики слоистых композиционных материалов 75
3.1.1. Преобразование компонент тензора деформаций при повороте системы координат 76
3.1.2. Преобразование жесткостных характеристик слоя однонаправленного композиционного материала при повороте системы координат 79
3.1.3. Приведенные жесткостные характеристики многослойного пакета. 85
3.2. Численное моделирование свойств слоистых композиционных материалов 96
3.3. Решение задачи устойчивости пластины с дефектом отслоения 101
3.4. Моделирование зоны отслоения 107
3.5. Численный расчет упругой балки с дефектом отслоения 113
Выводы по главе 118
4. Экспериментальное исследование элементов конструкций из КМ с дефектами 119
4.1. Испытание образцов из КМ с дефектами 119
4.2. Метод автоматической обработки результатов эксперимента 122
4.3. Результаты эксперимента 127
Выводы по главе 129
Выводы по работе 130
Литература
- Методика расчета изделий в системе ANSYS
- Энергетический метод для решения нелинейных задач устойчивости
- Преобразование компонент тензора деформаций при повороте системы координат
- Метод автоматической обработки результатов эксперимента
Введение к работе
Актуальность темы. Современное машиностроение ставит задачи создания и использования материалов с улучшенными эксплуатационными показателями. В отличие от традиционных (изотропных) материалов композиционные материалы (КМ) обладают повышенной прочностью, коррозионной стойкостью, износостойкостью, повышенной долговечностью. В связи с этим возникает необходимость в создании современных методов прогнозирования и численного расчета поведения новых материалов на основе ограниченного набора параметров с учетом внешних воздействий. В последнее время, значительное развитие получили методы численного моделирования, основанные на методе конечных элементов (МКЭ), применение которых позволит ускорить процесс разработки и расчета изделий из КМ, обеспечит возможность оптимизации конструкции и существенно уменьшит затраты на создание и доработку опытных образцов.
КМ слоистой структуры, обладая высокой прочностью, весьма чувствительны к дефектам типа отслоение, появляющихся в процессе их изготовления и эксплуатации. Таким образом, разработка научно обоснованных алгоритмов и методов расчета машиностроительных изделий из КМ с дефектами является актуальной задачей.
Целью работы является разработка методики численного моделирования пластин из слоистых КМ; разработка моделей с дефектами типа отслоений с учетом геометрической нелинейности; анализ возможного роста дефекта.
Основные задачи работы. Для достижения указанной цели в работе рассмотрены следующие задачи:
1. Разработка методики численного расчета на устойчивость пластин из слоистых КМ с использованием современных CAD/CAE систем, таких как ANSYS, PRO-E, SolidWorks.
Построение одномерной модели сквозных дефектов постоянной ширины с учетом геометрической нелинейности. Теоретическое исследование возможного роста отслоившейся части.
Моделирование и расчет на устойчивость пластин с дефектами в программном комплексе ANSYS с анализом процесса роста отслоения.
Экспериментальная проверка полученных теоретических результатов с использованием системы технического зрения для автоматической обработки результатов разрушения элементов конструкций из КМ.
Методы исследований. Исследования проводились на основе обобщенного энергетического метода для решения нелинейных задач устойчивости и метода разрушения Гриффитса. Для геометрического моделирования использовались CAD программы (Pro-E, Solid Works). Анализ напряженно деформированного состояния, устойчивости, разрушения проводились методом конечных элементов с использованием программного комплекса ANSYS. Экспериментальные исследования выполнены в производственных условиях по разработанной методике на экспериментальной установке.
Научная новизна. Разработана методика численного расчета на устойчивость элементов конструкций из слоистых КМ с анализом процесса роста отслоения. Методика расчета реализована в виде пользовательских подпрограмм в программе конечно-элементного анализа ANSYS с дописанными автором модулями.
Энергетический подход обобщен на случай определения критической нагрузки и закритического поведения отслоившейся части. Дана теоретическая оценка допустимых размеров дефектов типа отслоений.
Впервые решена задача разрушения отслоением элементов конструкций с использованием контактных элементов и усовершенствованного элемента INTER205 в системе ANSYS.
Для обработки экспериментальных результатов впервые использована система технического зрения.
Практическая ценность. Предложенная методика расчета позволяет на стадии проектирования определять прочностные свойства деталей, прогнозировать поведение дефектов под нагрузкой и определять их безопасный размер. Использование предложенного комплекса программ позволяет сокращать сроки разработки, доводки изделий и объем испытаний, что в конечном счете снижает стоимость выполнения проекта и способствует повышению эффективности работы предприятия. Автором разработаны пользовательские программы (макросы) на языке APDL - встроенном языке программирования ANSYS, получено свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ № 2007610099.
Результаты исследований используются в проектном и конструкторском бюро лопастного и авиационного заводов г.Улан-Удэ. Результаты подтверждены актами внедрения.
Работа выполнена в рамках целевой программы МОиН РФ «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008гг.)» (проект № РНП.2.1.2.8630) и программы МОиН РФ «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008гг.)» (проект № РНП.2.1.2.5517).
Краткое содержание работы. В первой главе проведен анализ существующих методов исследования свойств композитных материалов и дефектов типа отслоение. Рассмотрены факторы, влияющие на возникновение и поведение дефектов в различных ситуациях. На примере расчета НДС патрона лампы рассмотрена методика численного моделирования в программном комплексе ANSYS.
Во второй главе рассматриваются задачи устойчивости тонкостенных элементов конструкций из слоистых материалов при наличии дефектов типа отслоений. Объектом исследования является пластина которая имеет локализованные области межслоевых дефектов в виде сквозного прямоугольного отслоения. Задачи решены при помощи энергетического подхода с учетом геометрической нелинейности. Использование энергетического подхода, позволяют получить явные аналитические выражения для величин, характе-
ризующих критическую нагрузку и закритическое поведение отслоившейся части. Для определения безопасного размера дефекта исследуется подрастание отслоения на основе классической концепции Гриффитса.
В третьей главе рассматривается численное моделирование изделий из слоистых композиционных материалов. При аналитическом исследовании напряженно-деформированного состояния конструкции сложной геометрической формы большинство классических методов теории упругости имеют ограниченные возможности. В этом случае целесообразно использовать программы на основе МКЭ, которые обладают большими возможностями для расчета сложных задач. Особенностью методики расчета слоистых композитных материалов является привлечение целого комплекса программ - Рго-Е, ANSYS Workbench, ANSYS. Определение упругих характеристик КМ основывается на вычислении матрицы приведенных жесткостей путем преобразования компонент тензора деформаций при повороте системы координат. Для определения критической силы и закритического поведения дефекта отслоения разработана методика численного расчета в программе ANSYS. Она позволяет свести к минимуму время и затраты на вычисления.
В четвертой главе рассмотрены экспериментальные исследования элементов конструкций из КМ с дефектами. Задачей эксперимента являлось сравнение значений критической силы потери устойчивости полученных при расчете с помощью разработанной методики, с их экспериментальными результатами.
Методика расчета изделий в системе ANSYS
В работе разработана методика прочностного расчёта, которая предусматривает все этапы решения, начиная с постановки, построения модели, решения и анализа результатов. На рис. 1.2 приведены основные этапы расчёта.
Как ранее было отмечено, согласно МКЭ, конструкция сложной формы подразделяется на более мелкие части (конечные элементы) сравнительно простой формы, в пределах которых ищется приближенное решение. Результатом такого моделирования обычно является поле напряжений и смещений в целой конструкции.
Построенная модель делится на конечные элементы достаточно простой формы. Имеются несколько типичных форм конечных элементов, в которых поле смещений определяется по смещениям узлов с помощью некоторых интерполяционных функций. По вычисленным таким образом смещениям определяются поля напряжений и деформаций.
Наиболее трудоемкий этап решения задач с помощью МКЭ — это создание конечно-элементной модели на стадии препроцессорной подготовки так как автоматическое построение сетки элементов не гарантирует исключения ошибок. Также представляет определенные трудности правильное приложение нагрузок и граничных условий. Численное решение системы уравнений выполняется автоматически и, как правило, особых трудностей не вызывает (за исключением систем с плохо обусловленной матрицей жесткости). Анализ результатов существенно облегчается имеющимися мощными инструментальными средствами визуализации результатов.
Геометрическое моделирование. Оптимизированная геометрическая модель Построение модели выполнялось в графической программе Solid Works и Pro-E, поскольку эти комплексы программ обладают наилучшими возможностями построения сложных машиностроительных деталей. Приведенная на рисунке модель патрона имеет одну плоскость симметрии. Очевидно, в этом случае нет необходимости моделировать всю конструкцию целиком, а можно смоделировать только часть конструкции (1/2), имея в виду, что в точках на плоскостях симметрии соответствующие перемещения равны нулю. Это обстоятельство учитывается соответствующими граничными условиями в узлах элементов, лежащих на плоскостях симметрии.
В программе ANSYS существует два основных способа построения геометрической модели: импорт модели, предварительно построенной другой программой и непосредственное создание модели в интерактивном графическом интерфейсе программы.
Существует два способа передачи моделей в ANSYS: - Средствами связи ANSYS Connection - Посредством файла стандарта IGES
ANSYS Connection позволяет импортировать деталь или сборку деталей непосредственно из самих CAD программ. Если модель состоит из соприкасающихся объектов, то необходимо провести склеивание объемов или создать контакт при контактных элементах для соединения несовмещаемых сеток.
Стандарт Initial Graphics Exchange Specification (IGES) является стандартным нейтральным файлом, предназначенным для обмена информацией между системами CAD и САЕ. При помощи этого файла ANSYS может связываться с большинством CAD - систем промышленного назначения. Посредством файла IGES можно импортировать геометрию единственной твердотельной модели.
Комплекс ANSYS имеет две возможности импорта файлов IGES.
- Вариант SMOOTH - использует стандартные возможности геометрического ядра ANSYS. Данный вариант импорта геометрических объектов имеет уменьшенные возможности автоматического создания объемных тел. Дальнейшая работа с импортированными объектами требует применения средств, стандартных для препроцессора. Для подобных моделей недоступен расширенный набор возможностей исправления геометрических объектов.
- Вариант FACETED - использует расширенные возможности упрощения формы объектов. Процесс преобразования объектов включает в себя автоматическое создание объемов для дальнейшей подготовки модели к созданию сетки. Если при трансляции файла посредством опции FACETED по являются проблемы, то в препроцессоре автоматически активизируются расширенные средства, предназначенные для интерактивного редактирования импортированных моделей. Подобная опция не рекомендуется для больших сложных моделей.
Конечные элементы. Как следует из основной концепции МКЭ, вся модель конструкции делится на множество конечных элементов, соединенных между собой в вершинах (узлах). Силы действуют в узлах. Конечный элемент не является «абсолютно жестким» телом. Конечно-элементная модель предполагает, что напряжения и деформации имеются и вне данного конечного элемента. Имеются несколько наиболее употребительных типов конечных элементов: брус, стержень, тонкая пластина или оболочка, двумерное или трехмерное тело. При построении модели естественно могут быть использованы не один, а несколько типов элементов.
Энергетический метод для решения нелинейных задач устойчивости
Объектом исследования являются тонкостенные элементы конструкций, такие как пластины. Элементы конструкций имеют локализованные области межслоевых дефектов в виде сквозного отслоения.
Конструкция находится под действием внешних распределенных сил. Задачи решены с учетом геометрической нелинейности при помощи энергетического подхода.
Энергетический метод для решения нелинейных задач устойчивости При анализе нелинейного поведения дефектов типа отслоений в элементах конструкций из слоистых материалов, если известно решение линейной задачи[1] используется энергетический критерий. Такой подход использовал в своей работе В.Т. Койтер [75, 76].
Энергетический критерий основан на анализе изменения полной потенциальной энергии при малых конечных отклонениях системы от положе ния равновесия и определения условий, при которых в окрестности исходного (невозмущенного) равновесного состояния существует другое (возмущенное) равновесное состояние. Условия, которые описывают смежное с исходным равновесное состояние, сформулируем в виде вариационного принципа устойчивости [44].
Полная потенциальная энергия консервативной системы в нагруженном состоянии определяется суммой э=и+п где U- потенциальная энергий деформации тела, П - потенциал внешних сил.
Принцип стационарности полной потенциальной энергии гласит: среди множества всех допустимых конфигураций системы состояние равновесия характеризуется свойством стационарности полной потенциальной энергии. Вариационное выражение Лагранжа ёэ=ёи+зл = о аналитически выражает условие стационарности полной потенциальной энергии. Этот принцип охватывает все консервативные системы - как линейные, так и нелинейные.
При малых отклонениях системы от положения равновесия приращение полной потенциальной энергии равно АЭ. Необходимым и достаточным условием устойчивости состояния равновесия является ДЭ 0
Таким образом, если система находится в устойчивом равновесии, то всякие допустимые по условиям закрепления системы отклонения приводят к увеличению ее полной потенциальной энергии.
Об устойчивости равновесного положения можно также судить по знаку второй вариации от полной энергии. Если исходной положение устойчиво, то вторая вариация положительна
При решении нелинейной задачи устойчивости приняты следующие ограничения и допущения: 1. Рассматриваем только консервативное нагружение, что позволяет применить энергетический критерий устойчивости. Причем внешние нагрузки изменяются пропорционально одному параметру Р. Геометрические условия закрепления элемента конструкции исключают его смещения как жесткого целого. 2. Изменением размеров и форм в начальном состоянии равновесия пренебрегаем. 3. Материалы считаем линейно-упругим.
Вопрос о геометрически нелинейном поведении элементов конструкций является одним из вопросов, на которые линейная теория не дает ответа. В нелинейной теории в соотношениях, связывающих компоненты удлинений с перемещениями точек тела, наряду с линейными слагаемыми необходимо учитывать квадратичные относительно перемещений слагаемые. Перемещения точек срединной поверхности в начальном состоянии равновесия будем считать известным и равным {и0}, где для обозначения перемещений используем матрицу-столбец или транспонированную матрицу-строку Т Ы = Mx,y,z),v0(x,y,z),w0(x,y,z)} . Для описания возмущенного состояния равновесия, смежного с начальным невозмущенным состоянием, воспользуемся бесконечно малым параметром а, не зависящим от координат
Величина a{Ux + ПХ) представляет собой первую вариацию полной потенциальной энергии в начальном состоянии равновесия. Будем называть эту вариацию специальной и обозначим 8 Э0 [15]. Покажем, что 5 Э0 =0. Перемещения aul,avl,awl при переходе из одного равновесного состояния в другое можно рассматривать как малые возможные изменения (вариации) du{,8vx,Swx. Так как начальное состояние является равновесным, первая вариация в этом состоянии равна нулю 5Э0 = 0. Специальная вариация являет ся частным случаем общей первой вариации. Отсюда следует, что 8 Э0 = 0.
Согласно вариационному принципу исходное состояние устойчиво только тогда, когда полная потенциальная энергия имеет минимум, т.е. выполняется условие A3 = 3-30=a2(U2 + n2) + a3U3+a4U4+a2V 0. Обозначим параметр нагрузки через Р и параметр критической нагрузки Р . Изменение полной потенциальной энергии запишем в виде: АЭ = а2(Ркр-р)+а3и3/В + а4и4/В, где В = \{Fxu2 + Fyv2 + Fzw2РУ + \{Рхи2 + PyV2 + PzW2FSl J V S, PKp = — ; Fx,Fy,Fz,px,py,pz - компоненты нагрузок при P = \.
Коэффициент а можно подобрать таким образом, что слагаемое a U3/B станет отрицательным. Тогда согласно работе [76] для равновесных состояний консервативной системы вблизи критической точки бифуркации следует, что необходимым условием устойчивости будет a U3/B = 0.
Основные этапы применения этого метода рассмотрим на некоторых примерах. Рассмотрим элемент конструкции, представляющий собой пластину (рис. 2.1.) длиной L, высотой Н и единичной ширины. Пусть имеется единственное тонкое сквозное отслоение длиной I, расположенное на глубине h. В области дефекта пластина состоит из двух частей: отслоившаяся часть (верхний слой) и расположенный ниже отслоения слой толщины (Я - h). Исследуем закритическое поведение модели тонкого отслоения, имеющего место в пластине. Представленный раздел отличается от других работ тем, что использование энергетического подхода и метод возмущений, позволяют получить явные аналитические выражения для величин, характеризующих критическую нагрузку и закритическое поведение отслоившейся части.
При достижении критической нагрузки возможны три вида потери устойчивости элементов конструкций из композиционных материалов с дефектами типа отслоений. Первый вид потери устойчивости - глобальное выпучивание всей пластины, т.е. потеря устойчивости композиционной пластины как единого целого. Глобальное выпучивание наблюдается при дефектах малой длины (рис. 2.2.).
Второй вид потери устойчивости - локальное выпучивание лишь отслоившейся верхней части, когда нижняя и основная части пластины остаются плоскими. Локальная потеря устойчивости является основным видом разрушения при сжатии слоистых композиционных материалов с дефектами типа тонких отслоений (рис. 23.). Такой вид потери устойчивости называется «отслоением тонкого слоя».
Третий вид потери устойчивости называется «смешанным» (рис. 2.4.), при котором возможно одновременно локальное и глобальное выпучивание, когда изгибается верхняя, нижняя и основная части пластины.
Преобразование компонент тензора деформаций при повороте системы координат
В разделе рассматривается определение упругих характеристик изделий из слоистых композиционных материалов. Аналитический подход основывается на определении матрицы приведенных жесткостей путем преобразования компонент тензора деформаций при повороте системы координат. При аналитическом исследовании напряженно деформированного состояния конструкции сложной геометрической формы, большинство классических методов теории упругости имеют ограниченные возможности. В этом случае целесообразно использовать программы на основе МКЭ с большими возможностями для расчета сложных задач. Особенностью методики расчета слоистых композитных материалов является привлечение целого комплекса программ - Pro-E, ANSYS Workbench, ANSYS.
В данном разделе определены упругие характеристики КМ, которые могут быть использованы в численном расчете программы ANSYS.
Получена матрица приведенных жесткостей путем преобразования компонент тензора деформаций при повороте системы координат. Установлены сотношения деформаций и проекций полного перемещения, определенных в системе координат однонаправленного слоя КМ с деформациями и проекциями, определенными в системе координат конструкции с учетом деформации поперечных сдвигов. Полученные соотношения дают возможность преобразовать жесткостные характеристики слоя при повороте системы координат.
Рассмотрим связь деформаций, определенных в системе координат слоя однонаправленного композиционного материала ( х , у ) с деформациями, определенными в системе координат конструкции ( х , у ). Сначала устанавливается связь координат. Направление укладки волокон в однонаправленном композиционном материале ( ОКМ ) составляет угол (р с осью х (рис. З.1.). Связь координат определяется следующим образом:
При расчетах конструкций из КМ соотношениями (3.5) приходится пользоваться достаточно часто, поскольку сначала определяют деформации в системе координат конструкции (єх, є , Уху), а далее вычисляют деформации в системе координат слоя (г-,, є2, У\2) по которым с использованием закона Гука определяют напряжения в слое (crx, и2, тп )
Если жесткостные характеристики конструкции и/или нагрузки подобраны так, что обеспечивается деформирование при єх=єу є и / = 0, то согласно (3.5) такие же деформации будут в слое, т.е. єх=єг=є и /12 = 0.
В ряде случаев при расчете многослойных конструкций учитывают деформации поперечных сдвигов. Рассмотрим связь этих деформаций, определенных в системе координат слоя и в системе координат конструкции (рис. 3.3.).
Рассмотрим преобразование жесткостных характеристик слоя при переходе от системы координат слоя к системе координат конструкции. Для упроПри расчете многослойных тонкостенных конструкций из КМ удобно пользоваться не напряжениями, а приведенными результирующими силовыми факторами: погонными силами и моментами. Такое представление о напряженном состоянии совместно с гипотезами о распределении деформаций по толщине многослойной оболочки или пластины позволяет свести трехмерную задачу теории упругости к двумерной.
Рассмотрим многослойный элемент в системе координат конструкции (x,y,z). Координатную поверхность z=0 можно выбрать в любом месте по толщине многослойного пакета. Обычно для пакета симметричного (по толщине) строения в качестве координатной поверхности выбирают срединную поверхность (рис. 3.5. а), а для пакета несимметричного строения - нижнюю лицевую поверхность (рис. 3.5. б). щения, используем векторно-матричную символику и элементарные матричные операции. В многослойных конструкциях эпюры распределения напряжений по толщине, как правило, кусочно-непрерывны, так как при переходе от слоя к слою могут скачком изменятся коэффициенты упругости материалов.
При расчете тонкостенных конструкций воспользуемся гипотезами плоских сечений (гипотезами Кирхгофа-Лява; Тимошенко). Согласно положениям этих гипотез считается, что отрезок нормальной прямой (проходящей через ось z) в процессе деформирования остается прямым, касательные перемещения распределены в сечении по линейному закону, нормальное перемещение не зависит от координаты z. В этом случае деформации (относительные удлинения вдоль осей Ох, Оу; сдвиги в плоскостях, параллельных плоскости Оху) изменяются вдоль нормальной координаты z линейно, т.е. для слоя, отстоящего на расстоянии z от координатной поверхности, можно записать
Метод автоматической обработки результатов эксперимента
В первой главе была представлена методика расчета патрона лампы в лопасти вертолета с использованием твердотельных конечных элементов (КЭ). В данном разделе разработана методика расчета элементов конструкций из КМ с дефектами.
Задача моделирования детали представляет собой разработку расчетной модели. Под расчетной моделью будем понимать геометрическое представление объекта, разбитого сеткой КЭ, максимально приближенное по форме к реальной конструкции. Особенностью методики расчета слоистых композитных материалов является привлечение целого комплекса программ. Построение геометрии выполняется в CAD программе - Pro-Е, так как возможностей ANSYS не хватает для моделирования сложных объектов. Рго-Е дает возможность построения детали по сечениям с последующим натягива ниєм поверхности или объема. В большинстве случаев расчетная модель детали в программном комплексе ANSYS строится на основе твердотельных КЭ (элементы типа SOLID45, SOLID46 ). Импортированной из CAD-системы геометрической модели и практически всех элементов реальной конструкции детали приводит к большому количеству КЭ в расчетной модели и существенно увеличивает время расчета. С другой стороны, большинство деталей лопасти вертолета подходит под определение оболочки (рис. 3.9.). Это делает возможным разработку вполне адекватной расчетной модели детали с использованием оболочковых КЭ непосредственно в программном комплексе ANSYS. Рассмотрение детали как оболочечной конструкции существенно упрощает разработку ее расчетной модели. В тоже время, использование оболочковых КЭ позволяет существенно сократить их количество в расчетной модели по сравнению с использованием твердотельных элементов. Перед построением модели следует проанализировать конструкцию детали с целью выявления второстепенных элементов, которыми можно пренебречь. К таким элементам относятся мелкие отверстия, болты, вентили, заглушки. В данных моделях как видно на рис. 3.9., представлены практически все основные поверхности деталей лопасти.
Следует отметить, что при разработке расчетной модели, толщины оболочек, которыми моделируются детали, должны быть равны толщинам реальных стенок. Если стенки реальной конструкции имеют отверстия, а их модели, с целью упрощения, выполнены без них, толщины последних должны быть уменьшены, исходя из обеспечения равенства жесткости модели и реальной детали.
Передать поверхность из CAD программы напрямую в классический ANSYS невозможно, поэтому ее необходимо экспортировать в Workbench. Геометрический интерфейс ANS YS (PREP7) работает только с определенным типом поверхностей. Например, для работы со сложными или замкнутыми поверхностями необходимо разбить их на несколько сегментов. Интерфейс очень чувствителен к геометрическим допускам, требует, чтобы кривые, образующие поверхности, были замкнуты по отношению к родительским поверхностям. Workbench в отличие от PREP7 не предъявляет таких требований к исходной модели. Если геометрическая модель в него успешно передана, то генератор сетки применяет специальные средства для обеспечения удовлетворительного качества разбивки сетки. Генератор сетки использует средства исправления, работающие на уровне сетки, для удаления или сшивания геометрических элементов, которые могут привести к сбоям при генерации сетки. Другим важным отличием Workbench от PREP7 является то, что генератор сетки в PREP7 всегда пытается создать сетку так, чтобы границы элементов проходили по ребрам, образующим поверхность. Это означает, что каждая поверхность имеет не менее одного элемента, ассоциированного с ней. В Workbench нет столь жестких структурных ограничений, так как в нем не устанавливаются связи элементов с поверхностями, что позволяет намного быстрее и эффективнее разбивать на сетку геометрические модели со сложной топологией. Для игнорирования малых зазоров и ребер при генерации сетки если их величина меньше заданного допуска задается значение переменной DSMESH DEFEATUREPERCENT в диапазоне от 1е-6 до 1е-3. Для успешной генерации сетки при проблемной геометрии использовался Virtual Topology (создание виртуальной топологии поверхностей), который позволяет группировать сопряженные поверхности в так называемые новые топологические объекты virtual cell.
