Phân tích SOLIDWORKS FEA: Cách sử dụng phần tử SOLID hay SHELL?
Phần tử Solid hay phần tử Shell?
Đây là một trong những câu hỏi thường gặp nhất khi sử dụng mô phỏng SOLIDWORKS trong phân tích FEA (finite element analysis – phân tích phần tử hữu hạn) . Bài viết này cung cấp so sánh về một số thông số kỹ thuật chính của mô phỏng SOLIDWORKS.
Chúng tôi sẽ đưa ra khác biệt trong phần tử Solid và Shell dựa trên mô hình dưới đây:
- Thời gian chuẩn bị
- Thời gian chia lưới và giải pháp
- Độ lệch kết quả
Thời gian chuẩn bị
| Yếu tố Solid | Yếu tố Shell |
| Tương đối ngắn | Tương đối dài |
| – Mô phỏng có thể bắt đầu mà không cần chuẩn bị nhiều mô hình | – Chuẩn bị mô hình yêu cầu; chuyển đổi mô hình thành phần tử Shell. |
| – Cố định, tiếp xúc và tải có thể được chỉ định trên bất kỳ thực thể mẫu nào (Bề mặt, cạnh hoặc đỉnh). | – Cố định, tiếp xúc và tải có thể được chỉ định cho các thực thể mô hình của shell được chỉ định (Bề mặt, cạnh hoặc đỉnh) . |
Thời gian chia lưới
| Thông số kỹ thuật | Yếu tố SOLID | Yếu tố SHELL |
| Loại lưới | Lưới rắn | Shell lưới |
| Kích thước phần tử | 37.455 mm | 37.455 mm |
| Sức chịu | 1,87275 mm | 1,87275 mm |
| Chất lượng lưới | Cao | Cao |
| Tổng số nút | 36486 | 10644 |
| Tổng số phần tử | 17492 | 4824 |
| Thời gian hoàn thành lưới | 7 giây | 2 giây |
Thời gian giải pháp
| Thông số kỹ thuật | Yếu tố RẮN | Yếu tố vỏ |
| Tổng số DOF | 109704 | 64248 |
| Thời gian hoàn thành lưới | 1 phút 26 giây | 29 giây |
Độ lệch kết quả
| Thông số kỹ thuật | Yếu tố RẮN | Yếu tố vỏ |
| Độ dịch chuyển tối đa | 25,422 mm | 29,112 mm |
So sánh với 3 kỳ vọng chuẩn bị, tính toán và kết quả, có những ưu và nhược điểm với tiếp cận phần tử SOLID và SHELL.
Cách cách tiếp cận phần tử SOLID có thời gian thiết lập ngắn hơn vì không có nhiều công việc chuẩn bị mô hình liên quan và bạn có thể dễ dàng gán ràng buộc và các tiếp xúc trực tiếp trên mô hình mà không thông báo lỗi ” Model unstable-Mô hình không ổn định” trong quá trình tính toán. Trong trường hợp này, cần có thêm tài nguyên máy tính từ chỉ số số DOF và thời gian tính toán cao hơn.
Mặt khác, phương pháp tiếp cận phần tử Shell có thể yêu cầu thời gian thiết lập lâu hơn khi chuyển đổi các thực thể rắn thành các hành vi thực thể shell bề mặt cần thiết. SOLIDWORKS giới thiệu tính năng “Shell Manager” để giúp đẩy nhanh nhiệm vụ gán shell. Các bộ liên kết chỉ có thể được gán cho các thực thể shell. Người dùng có thể thấy tốn thời gian này khi các mô hình lắp ráp trở nên phức tạp. Tuy nhiên, thời gian tính toán tương đối nhanh hơn trong khi vẫn duy trì một dung sai nhất định trong sự khác biệt kết quả.
Kết luận
Nếu bạn có đủ tài nguyên máy tính, tương đối ít thay đổi trong thiết kế mô hình, lựa chọn phương pháp tiếp cận phần tử SOLID.
Nếu tài nguyên máy tính bạn hạn chế, việc lặp lại các thay đổi trong thiết kế mô hình của bạn tương đối cao, hãy chọn cách tiếp cận phần tử SHELL, sẽ có ích cho bạn trong việc có một lượng lớn dữ liệu kết quả từ một loạt các thay đổi tham số thiết kế mô hình trong thời gian ngắn nhất.
STDC – Trung tâm SolidWorks Thành Đô là đơn vị đào tạo chuyên sâu về SolidWorks tại khu vực miền Bắc, cung cấp các chương trình học thực tiễn, bám sát nhu cầu công việc và ứng dụng trong doanh nghiệp. Với đội ngũ giáo viên nhiều kinh nghiệm thực tế và giáo trình luôn được cập nhật liên tục, chúng tôi đã đào tạo cho rất nhiều đối tượng khách hàng là sinh viên, người đi làm hay các doanh nghiệp có liên quan đến thiết kế 3D cơ khí. Phần mềm SolidWorks được sử dụng bởi hơn 2 triệu kỹ sư và nhà thiết kế trên toàn thế giới. Chúng tôi cam kết và tập trung cung cấp đào tạo và hỗ trợ để giúp bạn nhận ra lợi ích cũng như có một tương lai vững chắc.
