Objemová (3D) síť tvořená pomocí pravidelných čtyřstěnů (tetraedrů) je jedním z nejčastěji používaných typů sítě pro numerické analýzy využívané v inženýrské praxi. Hlavní výhodou jsou velmi nízké nároky na přípravu geometrie pro síťování a z toho plynoucí rychlá tvorba výpočtového modelu. Výhodou je i možnost vysokého stupně automatizace procesu síťování.
V CAx systému Siemens NX je pro strukturální analýzu tento prvek dostupný ve variantě s uzly umístěnými pouze na vrcholech prvku (CTETRA(4)) a ve variantě s mezi-uzly (CTETRA(10)). Pro obě varianty tohoto prvku mají uzlové body definovány tři stupně volnosti (posunutí ve směru DOF1, DOF2 a DOF3). Nejsou zde tedy definovány rotace (DOF4, DOF5 a DOF6)! Z tohoto důvodu nemá smysl definovat pro tento typ prvků na uzlech okrajové podmínky zamezující pohybu v těchto směrech. Stejně tak nelze ve výsledcích vykreslit hodnoty reakčních momentů v uzlech.
Základní definice 3D tetraedrové sítě
Definice sítě se provádí v modulu Advanced Simulation pomocí funkce 3D Tetrahedral. Pro vlastní definice je nutné vybrat objemovou geometrii (Select Bodies) a nastavit požadovanou velikost elementu (Element Size). Pro automatickou volbu velikosti elementu slouží ikona blesku umístěná vedle políčka s hodnotou. Volba typu elementu se provádí z nabídky Type výběrem CTETRA(4) nebo CTETRA(10). Před potvrzením vytvoření sítě lze zobrazit náhled rozmístění uzlů na hranách pomocí ikony lupy dole v Boundary Nodes.
Další volby při definici 3D sítě
Využití dalších možností v dialogovém okně 3D Tetrahedral Mesh není povinné nicméně můžeme pomocí těchto voleb zásadně ovlivnit tvorbu sítě a její kvalitu.
Nastavení automatické úpravy geometrie
V sekci Model Cleanup Options lze pomocí nastavení Small Feature Tolerance nastavit procentuální hodnotu nejmenší velikosti prvku, který bude při síťování uvažován. Například při volbě velikosti elementu 10 mm a nastavení této hodnoty na 10% budou zanedbány všechny prvky menší než 1 mm.
POZOR: Při použití této volby dojde k trvalému upravení polygonní geometrie, které lze zrušit pouze obnovením upraveného tělesa!
Variace s velikostí elementu při tvorbě 3D sítě
V sekci Mesh Setting můžeme ovlivnit jak moc se bude lišit velikost elementů od zvolené hodnoty (Element Size). Důležité je především první "táhlo" umožňující definovat procentuální odchylku velikosti elementů od zvolené hodnoty směrem dolů. Při volbě velikosti elementu 10 mm a nastavení 50% může dojít k zjemnění sítě až na 5 mm. Hodnota zjemnění je závislá na geometrii a kvalitě vytvořených prvků. Druhé "táhlo" pak určuje rychlost přechodu ze zjemněné sítě do hrubé.
Umístění sítě v kolektoru
Pokud tvoříme první síť a nemáme ještě připravený žádný kolektor, je nutné zaškrtnout volbu Automatic Creation v sekci Destination Collector. V případě že již nějaký kolektor existuje, tak jej můžeme vybrat z nabídky Mesh Collector.
Kolektory sdružují sítě se stejným nastavením fyzikálních vlastností. Fyzikální vlastnost přiřadíme kolektoru při editaci kolektoru pod pravým tlačítkem, kde je možné změnit i název kolektoru. V menu pod pravým tlačítkem se nachází i nastavení zobrazení sítě (Edit Display), kde lze nastavit barvu sítí obsažených v kolektoru.
Editace fyzikální vlastnosti se provádí ikonou klíče vedle názvu fyzikální vlastnosti (Solid Property). Vybraný typ necháme na hodnotě PSOLID. Pro 3D síť je nutné ve fyzikální vlastnosti nastavit pouze materiál.
