CAE - mesher solid brick linear hexahedral

postingan sebelumnya ingin mencoba konversi file *.inp ABAQUS hasil program mesher GMSH menjadikan format yang dapat dibaca SAP. program mesher tersebut sudah lamya sya tidak menggunakannya jadi agak lupa (sekalian posting disini buat pengingat sendiri juga), ini saya coba lagi pada object sederhana balok memanjang dan balok lengkung.

coba meshing yang agak rumit ketegori full hexa,









terilahat masih adanya element prismatiks/wedge (50 elmt.), ini karena boundary edges terdapat lima sisi. padahal jika meshing bidang 2D algorithma GMSH dapat berhasil full quad walau dengan jumlah boundari edges lebih banyak dari 4 sisi, saya coba lagi dgn partisi ulang:









penghalusan mesh dan penambahan tebal object,





terlihat hasil meshing masih full hexa. ya, cara partisi menjadikan boundary edges dibuat empat sisi dapat berhasil membuat meshing yg full hexahedral. perlu diperhatikan setting jumlah pembagi mesh pada edge boundary, jika tidak konsisten antar sisinya tetap akan menghasilkan element prism/wedge.

mengenai menjembatani import di SAP nanti akan saya coba pelajari ulang dulu untuk element solid tersebut, dikarenakan jenis 3D solid walau linear saja pengurutan posisi node berbeda tiap program apalagi yg quadratic. hal ini berbeda dengan element tria/quad yang biasanya untuk linear sama berlawanan jarum jam, kecuali yang quadratic.

tambahan catatan:

formulasi element solid brick untuk yang linear saja ada beberapa macam (full integration, reduced integration, incompatible mode dan hybrid) membaca theory manualnya ini hubungannya dengan masalah shear-locking dan lainnya masalah hour-glassing.

(source: Deng Z., et al)

membaca dan mengikuti banyak paper, notes dan diskusi dari forum, pendapat para analyst yang sudah banyak berpengalaman (kebanyakan komentar dari tekhnik mesin mekanika) performance element ditentukan dari geometri dan kasus yang ditinjau (contact/plasticity) banyak yang merekomendasikan untuk menggunakan elemen quadratic brick/hexa (as possible) atau quadratic tetra (auto meshing), namun jika yang dihadapi adalah masalah contact, element yg direkomendasikan adalah linear brick/hexa incompatible (fine mesh) karena masalah konvergensi pada element quadratic dengan adanya reaksi pegas kontak yang terbalik di extra nodes, belum lagi tinjauan elemnt quadratic terhadap masalah dinamis?

berikut cuplikan dari pembuat SAP,

"Because of the serious problem associated with shear-locking, the classical compatible four-node quadrilateral and eight-node hexahedral elements should not be used to simulate the behavior of real structures. It has been demonstrated "that the addition of incompatible displacement modes, corrected to pass the patch test, significantly enhances the performance of quadrilateral and hexahedral isoparametric elements.



The nine-node quadrilateral and the 27-node hexahedral elements are accurate and can be improved by adding corrected incompatible modes. For example, cubic modes can be added to the nine-node plane element in which the exact results can be calculated, for tip shear loading, using only one element to model a cantilever beam."

element order and conectivity di SAP dan rekomendasi dari program theory manual,



"Solid element is an eight-node element for modeling three- dimensional structures and sol ids. It is based upon an isoparametric formulation that includes nine optional incompatble bending modes.

The locations of the joints should be chosen to meet the following geometric conditions:

• The in side angle at each corner of the faces must be less than 180°. Best resultswill be ob tained when these an gles are near 90°, or at least in the range of 45° to 135°.


• The aspect ratio of an element should not be too large. This is the ratio of the longest dimension of the element to its shortest dimension. Best results are obtained for aspect ratios near unity, or at least less than four. The aspect ratio
  should not exceed ten.

These conditions can usually be met with adequate mesh refinement."

dan berikut element order linear brick di ABAQUS,

"C3D8I 8-node linear brick, incompatible modes"

jadi di SAP menggunakan formula element SOLID yang sebanding lenear brick/hexa C38I nya ABAQUS. mengenai konversi input files kelihatan sudah, ini ada masalah kalo input ABAQUS mau dimodifikasi menjadikan terbaca di SAP, node element order posisinya berbeda. di ABAQUS masih menggunakan prinsip urutan berlawanan jarum jam sedangkan di SAP tidak seperti itu.