Точки представляют собой наиболее простые объекты GEOSTAR и, следовательно, занимают низшую ступень в иерархии. Они являются составной частью всех остальных ступеней иерархии. Точки могут быть созданы или путем сколки на активной координатной сетке на плоскости, или заданием их координат в пространстве. Кроме того, точки могут быть получены или перезаданы с помощью операций типа симметричного отражения, переброса (flipping), копирования и многих других.
Линии
Линии представляют собой одномерные параметрические объекты, образованные из точек в пространстве. В GEOSTAR может быть автоматически сгенерировано множество типов линий, включая прямые линии, конические кривые, сплайны и кривые Безье. Кроме того, линии могут быть получены или перезаданы с помощью операций типа симметричного отражения, переброса (flipping), выдавливания (extruding), копирования и многих других. Ориентация линии определяется порядком соединения точек и отображается стрелкой. Символ стрелки по умолчанию не выводится, но может быть получен с помощью команды АСТМАRК. При необходимости ориентация линии может быть изменена с помощью команды СRRЕРАR, находящейся в меню GЕОМЕ- ТRYСURVESСRМАNIР.
Поверхности
Поверхности представляют собой двумерные параметрические объекты, которые могут быть как плоскими, так и искривленными. В распоряжении пользователя имеется исчерпывающий набор команд для генерации и манипулирования с поверхностями, в частности, операции симметрии, переброса (flipping), выдавливания (extruding), скольжения (gliding), волочения (dragging), масштабирования и много других. При генерации поверхностей по линиям выполняется автоматическое согласование ориентации этих линий, так что пользователь может генерировать поверхности, не заботясь об этом. Параметрические координаты поверхности идентифицируются символом «звездочка» (*), который появляется на первой параметрической оси у ее начала. Вторая параметрическая ось начинается в угле, ближайшем к звездочке. Для генерации плоских и криволинейных поверхностей имеется обширный набор команд.
Формальное представление поверхности в пространстве требует, чтобы каждая пара граничных линий, расположенных на противоположных сторонах поверхности, имела одну и ту же ориентацию. Это условие выполняется программой автоматически, предоставляя пользователю свободу задавать граничные линии произвольным образом. Перед построением поверхности GEOSTAR выполняет необходимую репараметризацию линий до тех пор, пока остается возможность получить самопересекающуюся поверхность.
Получить изображение маркера «звездочка» для идентификации параметрических осей на поверхности возможно с, помощью команды
АСТМАRК. Команда SFREORNT может быть использована для изменения направления первой параметрической оси на обратное, а команда SFREPAR - для замены первой параметрической оси поверхности.
Объемы
Объемы представляют собой трехмерные параметрические объекты. В распоряжении пользователя имеется исчерпывающий набор команд для генерации и манипулирования с объемами, в частности, операции симметрии, переброса (flipping), выдавливания (extruding), скольжения (gliding), волочения (dragging), масштабирования и много других. При генерации объемов некоторые команды выполняют автоматическое согласование ориентации, так что пользователь может генерировать геометрические объекты, не заботясь о необходимости менять их ориентацию.
Параметрические координатные оси объема идентифицируются с помощью маркеров «звездочка» и «стрелка». Звездочка появляется на первой параметрической оси вблизи, ее начала. Вторая параметрическая ось начинается из угла, ближайшего к звездочке, а третья идентифицируется с помощью стрелки.
Для правильного представления объема рекомендуется обеспечить следующее:
1. Нормали к любым двум противоположным поверхностям, определяющим объем, должны иметь одинаковое направление, то есть эти поверхности должны быть одинаково ориентированы.
2. Следует соблюдать соответствие между локальными параметрическими координатами для любых двух противоположных поверхностей, определяющих объем. Это соответствие отображается символами «звездочка», идентифицирующими первую направляющую линию. На любой из противоположных поверхностей эти символы должны иметь одно и то же относительное расположение.
3. И снова в GEOSTAR пользователю нет нужды входить в рассмотрение вышеупомянутых подробностей для большинства случаев, включая создание объемов регулярной формы, так как вместо этого может быть использован флаг автоматического согласования. Такие команды как VL2SF, VL4SF, VLCRSF, VL4CR имеют подобный флаг в числе параметров, поэтому необходимые изменения при формировании объема могут быть выполнены автоматически.
контуры
Контуры (contours) представляют собой замкнутые последовательности линий, лежащих на одной плоскости и использующиеся для определения регионов (областей). В GEOSTAR могут быть определены как однородные, так и неоднородные контуры. Однородные контуры имеют однородное распределение элементов, определяемое либо средним размером элемента, либо числом элементов на контуре. При создании неоднородных контуров задаются либо средний размер элемента, либо число элементов на каждой линии, входящей в контур. Эта информация используется при формировании сетки конечных элементов на регионе.
Регионы
Регион (region) определяется одним внешним контуром и максимум девятнадцатью внутренними контурами. Все контуры региона должны лежать в одной и той же плоскости. Формирование сетки конечных элементов на регионе осуществляется в соответствии с параметрами, заданными в образующих его контурах.
Многогранник
Многогранником (polyhedron) в GEOSTAR называется непрерывная замкнутая многосторонняя граница, определяемая группой поверхностей и/или регионов. Многогранник может быть создан только в случае, если GEOSTAR сможет найти единую замкнутую границу, присоединяющую данный регион или поверхность в пределах некоторого заданного допуска. Таким образом, многогранник является комбинацией подобных поверхностей и регионов и может быть покрыт сеткой конечных элементов оболочечного типа с помощью команды МА_РН. Эта команда использует все доступные поверхности и регионы для создания многогранника. Если многогранник формируется на основе только некоторого подмножества связанных поверхностей или регионом, заданных для модели, пользователь должен, прежде всего, выделить необходимые объекты в так называемый список выбора, используя команды из подменю CONTROL-SELECT. Область пространства, заключенная в многограннике или между группой многогранников, может быть впоследствии определена как особый объемный объект, называемый ЧАСТЬ.
Часть
Частью (part) в GEOSTAR называется область пространства, заключенная внутри одного многогранника, либо между группой многогранников. В определении части может быть использовано до 50 многогранников. Часть может автоматически покрываться сеткой конечных элементов с помощью команды MA_PART.
1.3.2. Системы координат
Разные системы координат используются при создании геометрических объектов, а также для задания нагрузок и граничных условий. При построении точек и узлов, определении нагрузок и граничных условий могут быть использованы прямоугольная, цилиндрическая и сферическая системы координат. При построении других геометрических объектов могут использоваться только прямоугольные системы координат. Системы координат с номерами 0, 1 и 2 автоматически определяются в GEOSTAR соответственно как общая (глобальная) прямоугольная, общая цилиндрическая и общая сферическая. Все остальные системы координат являются местными (локальными). Координаты точек и узлов, а также узловые перемещения, полученные при вычислениях, могут быть выведены в листинг в любой из определенных систем координат.
Нагрузки и граничные условия интерпретируются относительно текущей активной системы координат.
Местная система координат элемента (ECS) используется при вычислении напряжений. По умолчанию ECS, определяемая типом элемента и порядком следования узлов, считается местной системой координат и имеет ссылочный номер - 1. Другие величины относятся к использованию системы координат. Значение ECS выводится в листинг с помощью команды ELIST.
1.4. Генерация сеток конечных элементов в GEOSTAR
Генерация сетки конечных элементов это процесс получения узлов и элементов. Сетка образуется путем задания узлов и их последующего соединения для определения элементов. Различные подменю генерации узлов и элементов на заданных объектах обеспечивают пользователя удобными средствами для реализации этого процесса. По мере возможности, а также в ряде случаев исходя из практичности, процесс генерации сеток выполняется непосредственно на геометрических объектах. На, каком бы этапе формирования модели в
GEOSTAR элемент не создавался, с ним связываются текущие активные атрибуты: тип элемента, набор геометрических свойств, набор физических свойств и система координат элемента (команда EPROPSET предлагает другие процедуры для задания атрибутов элементов).
1.4.1. Параметрическая генерация сеток конечных элементов
Параметрическая генерация сеток конечных элементов применяется для параметризованных геометрических объектов, таких как линии, поверхности и объемы. Пользователю предлагается задать число элементов и параметр неоднородности (spacing ratio) для каждого направления. Для генерации сеток на геометрических объектах имеются следующие команды.
M_PT- генерация сетки одноузловых элементов типа MASS в точках.
M_CR - генерация сетки двух и трех узловых одномерных элементов типа TRUSS3D или BEAM3D на линиях.
M_SF - генерация сетки плоских элементов типа PLANE2D или SHELL на поверхностях.
M_VL - генерация сетки пространственных элементов типа SOLID или MAG3D в объемах.
MPTDEL - уничтожение узлов и элементов массы в заданных точках.
MCRDEL - уничтожение узлов и ферменных или балочных элементов, связанных с заданными линиями.
MSFDEL - уничтожение узлов и оболочечных элементов, связанных заданными поверхностями.
MVLDEL - уничтожение узлов и объемных элементов, связанных с заданными объемами.
1.4.2. Автоматическая генерация сеток конечных элементов
При автоматической генерации сетки конечных элементов формируется сетка из треугольных элементов для таких объектов как поверхность, регион, многогранник и часть. Задается либо средний размер элемента, либо число элементов.
MA_RG - генерация сетки плоских трех узловых элементов на регионе, используя установки, сделанные для отдельных контуров.
MA_SF - генерация сетки плоских трех узловых элементов на поверхности.
MA_PTRG - генерация сетки на регионе радиального расходящимся из точки, с возможностью улучшить сетку непосредственно около этой точки.
MA_CTRG - генерация сетки на регионе радиального типа, расходящимся от одного из внутренних контуров, с возможностью улучшить сетку непосредственно около этого контура.
MA_NUSF - генерация неоднородной сетки на поверхности с возможностью для пользователя задавать число элементов на каждой стороне поверхности.
MA_PTSF - генерация сетки на поверхности радиального типа, расходящейся из точки, с возможностью улучшить сетку непосредственно около этой точки.
МА_CRSF - генерация сетки на поверхности радиального типа, расходящейся от одной своих сторон, с возможностью улучшить сетку непосредственно около заданной стороны.
МА_РН - автоматическая генерация сетки на многограннике.
МА_PART - автоматическая генерация сетки на части. МАЯОСН - модификация сетки на регионе путем изменения числа узлов элементов.
MARGCH - модификация сетки на поверхности путем изменения числа узлов элементов.
MASFCH - уничтожение узлов и элементов, связанных с регионом.
MARGDEL - уничтожение узлов и элементов, связанных с поверхностью.
1.4.3. Другие методы генерации сеток конечных элементов
Во всех случаях, когда геометрический объект, покрытый сеткой конечных элементов, используется для генерации одного и нескольких дополнительных объектов того же типа, при включении соответствующего флага все вновь созданные объекты будут покрыты сеткой, подобной сетке исходного объекта.
Двумерные конечные элементы (например, SHELL4) могут быть получены путем таких операций, как выдавливание (extruding), оставление следа при вращении (sweeping), волочение (dragging) или скольжение (gliding), примененных к одномерным элементам (например, TRUSS2D).
Двумерные конечные элементы могут быть получены путем таких операций, как выдавливание (extruding), оставление следа при вращении (sweeping), волочение (dragging) или скольжение (gliding), примененных к покрытым сеткой линиям при включении соответствующего флага для поверхностей.
Трехмерные конечные элементы (например, SOLID) могут быть получены путем таких операций, как выдавливание (extruding), оставление следа при вращении (sweeping), волочение (dragging) или скольжение (gliding), примененных к двумерным элементам (например, SHELL 4).
Трехмерные конечные элементы могут быть получены путем таких операций, как выдавливание (extruding), оставление следа при вращении (sweeping), волочение (dragging) или скольжение (gliding), примененных к покрытым сеткой поверхностям или регионам при включении соответствующего флага для многогранника.
Страницы: 1, 2, 3
