A geração de malhas é o processo de discretização de elementos estruturais em elementos de EF para fins de análise computacional. Ao criar uma malha de EF, está a dividir o sistema estrutural em subsistemas representados por elementos definidos matematicamente (Figura 01). Isto permite que programas de computacionais como o RFEM 6 resolvam numericamente as relações de equilíbrio definidas para cada elemento e realizem simulações de análise de elementos finitos.
Uma discretização bem direcionada é, de facto, um passo chave para o fluxo de trabalho de análise e dimensionamento de EF. Deve ser tido em consideração que uma malha mais detalhada representará a geometria 3D de uma forma mais precisa e conduz a uma melhor aproximação. Por outro lado, uma malha demasiado detalhada resultaria em mais pontos para a análise de EF, para os quais é necessário resolver equações adicionais; isto aumentaria significativamente o tempo de cálculo. Por isso, o utilizador deve avaliar se o esforço computacional adicional é realmente necessário para os fins de análise e/ou dimensionamento pretendidos.
Quando o mesmo resultado pode ser alcançado com uma malha mais simples, é aconselhável evitar a geração de uma malha muito detalhada que apenas irá aumentar o tempo de cálculo sem melhorar significativamente a qualidade dos resultados. Assim, o utilizador poderá pretender utilizar um tamanho diferente e ter uma malha independente para dois ou mais objetos separados no mesmo projeto. O RFEM 6 torna isso possível com a função "Malha independente preferida", que permite gerar uma malha de EF com um nível de detalhe diferente para objetos individuais integrados entre si.
Isto é especialmente relevante no caso de objetos com diferentes tamanhos que requerem um nível diferente de detalhe em termos de cálculo. Um exemplo é uma laje num maciço rochoso, como apresentado na Figura 02. O sólido do maciço rochoso pode ser modelado com uma malha de EF mais grossa do que a da laje, e ao mesmo tempo a malha de EF da laje de piso integrada pode ser refinada.
Também é apresentado um caso simples na Figura 03, onde um elemento de viga representado por superfícies está ligado a um maciço de solo representado por um sólido no RFEM 6. Para traçar um paralelo entre uma malha gerada sem utilizar a função "Malha independente preferida" e uma malha gerada com esta função, primeiro geramos a malha clicando no botão "Gerar malha" (ou seja, sem utilizar as funções acima mencionadas função).
A malha criada desta forma é apresentada na Figura 04. É perceptível aqui que a malha fina das superfícies que têm de ser ligadas ao corpo sólido no solo resulta numa malha fina geral. No entanto, se observar as estatísticas da malha, que podem ser encontradas no menu "Calcular" como na Figura 5, pode observar que esta geração de malha também resulta num número elevado (47162) de elementos de EF-3D e, portanto, requer mais tempo de cálculo.
Agora, vamos utilizar a opção "Malha independente preferida" e ver o que acontece. Para fazer isso, abra a caixa de diálogo "Configuração da malha", que gere a geração de elementos finitos no RFEM 6. Pode abrir esta caixa de diálogo selecionando Configuração da malha no menu "Calcular", conforme apresentado na Figura 06.
Além de especificar configurações gerais, tais como o comprimento do elemento finito alvo (que controla o tamanho da malha com a qual a malha de EF é gerada) e a distância máxima entre o nó e a linha (que indica a distância que um nó está da linha quando é automaticamente integrado na linha), a opção "Malha independente preferível" também pode agora ser ativada utilizando a caixa de seleção apresentada na Figura 07. Para gerar a malha, clique em "OK & Aplicar".
Como descrito acima, a ativação desta opção permite ao programa gerar malhas de EF específicas para os objetos individuais. O único requisito é que esses objetos estejam integrados entre si. Uma vez que este requisito é cumprido para os objetos de interesse, é gerada uma malha de EF conforme apresentado na Figura 08. Na imagem, torna-se evidente que o corpo sólido é agora modelado com uma malha de EF menos detalhada.
Uma malha de EF menos detalhada para o sólido em comparação com a criada sem o uso da função "Malha independente preferível" resulta agora num número menor de elementos de EF, como apresentado nas estatísticas da malha na Figura 09. Tenha em atenção que o número de elementos de EF 3D é agora de 2400, um número significativamente menor do que os 47 162 anteriormente obtidos. Isso permite um dimensionamento muito mais claro das malhas de EF e resulta num tempo de cálculo significativamente mais curto.
Notas finais
A opção Malha independente preferível permite-lhe criar diferentes malhas de EF entre os objectos no modelo. Por outras palavras, pode criar uma malha de EF individual para diferentes objetos, desde que os objetos estejam integrados entre si. Desta forma, é possível reduzir o número de elementos de EF e maximizar a precisão e os detalhes das suas análises estruturais. Tal abordagem é muito conveniente para modelos onde os objectos individuais devem ser considerados no cálculo com diferentes níveis de detalhe da malha de EF. A ativação da função na caixa de diálogo "Configuração da malha" cria uma malha de EF muito melhor estruturada e reduz o número de elementos de EF, poupando, assim, esforço e tempo de cálculo.
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