Artículos Técnicos
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Mallado por elementos finitos

¿Qué es la malla?

Cuando estamos trabajando con elementos finitos siempre tenemos que definir la malla, paso que consumirá el 80% de nuestro tiempo y que siempre se podrá mejorar ya que no existe una solución absoluta como en los otros pasos. El objetivo es dividir nuestro modelo en un número finito de subregiones.

malladomef

La malla es el grado de aproximación que tiene nuestro modelo con la realidad de manera que cuanto más densa sea está el error será menor pero también necesitaremos un ordenador más potente pues consumirá más recursos para ejecutar el análisis.

El usuario tendrá que definir una serie de parámetros dentro de la malla como son la geometría de la figura ya que no es lo mismo mallar con elementos triangulares que hacerlo con elementos rectangulares pues la adaptabilidad de los triángulos es mejor para zonas curvas pero al tener mayor densidad esto incrementa el tiempo de simulación. Sin embargo si la simulación se ejecuta en zonas planas podemos utilizar la geometría rectangular sin ningún problema pues es tan válida como la otra y además consume menos recursos.

Otro aspecto importante es el grado del polinomio, las geometrías que hablábamos antes están definidas por polinomios de manera que dependiendo del grado de este será mejor o peor la aproximación. Si tenemos un polinomio lineal la malla será muy rígida y no se adaptara muy bien a posibles movimientos de flexión sin embargo un polinomio de grado 2 o 4 su adaptabilidad es muy grande de manera que puede realizar casi cualquier movimiento (siempre asumimos un error).

Llegados a este punto, muchos usuarios una vez que han leído varios temas de mallado dicen ¿Cómo se malla?, este conocimiento se adquiere con la experiencia y equivocándote mil veces pero a continuación voy a exponerles algunos de los consejos que me han resultado útiles en mi carrera profesional:

 

  1. La relación entre dimensiones no debe de ser muy desproporcional, es decir que el aspecto de ratio debe ser próximo a uno.
Aspecto de ratio buenopost mallado 2_1Aspecto de ratio malopost mallado 2_2
  1. Los nodos deben estar en la superficie interelemental y no saltar de un sólido a otro sin definir una frontera.
Frontera bien definidapost mallado 1_1  Frontera mal definidapost mallado 1_2
  1. Si el elemento es simétrico aplicar la simulación solo a la mitad, definiendo la restricción de simetría, parece algo trivial pero muchas personas son ajenas a esto.
  1. Al igual que si ejercicio presenta anti simetría sería bueno definir esta propiedad y solo analizar la mitad del elemento y dejar que el ordenador asimile esta condición de manera simplificada.

¿Qué ocurre si mallamos un modelo con geometría con ratio de aspecto malo?

Esto puede producir resultados de mala calidad en forma local. Si la malla en general está bien y solo son elementos aislados los que tienen este aspecto de ratio, los falsos resultados pueden cesarse en lugar de propagarse.

Dependiendo del tipo de análisis que deseemos tenemos que seleccionar un tipo de ratio de aspecto, esto quiere decir que para un análisis tensional donde se necesita un mallado mucho más denso sería bueno un ratio de aspecto bajo pero si queremos realizar un análisis de desplazamiento podemos seleccionar un ratio de aspecto más alto pues necesita una malla menos densa.

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