Ao criticar a adequação de uma malha, considere as seguintes características:

• Ordem dos elementos: Duas configurações de ordem de elementos diferentes estão disponíveis em Fusion:
  • Linear: os elementos lineares têm nós somente nos cantos e têm arestas retas. Um elemento tetraédrico linear tem quatro faces triangulares, seis arestas e quatro nós.
  • Parabólico: os elementos parabólicos têm nós de canto e um nó extra no ponto central de cada aresta. Um elemento tetraédrico parabólico tem dez nós (quatro nós de canto e seis nós de aresta central).
• Elementos de malha curvos: Este aprimoramento só é possível para elementos parabólicos. Quando ativado, os elementos localizados ao longo de faces curvas têm arestas curvas. Esta capacidade coloca os nós de aresta média na superfície real da face curva. Em outras palavras, os nós do meio não precisam estar em uma linha reta que conecta os nós de canto. Os elementos de malha curvos se conformam com mais precisão ao longo da geometria curvada e, portanto, melhoram a precisão da simulação.
• Proporção: há diversas formas de definir e calcular a proporção de um elemento. O método mais simples é dividir o comprimento da aresta mais longo pelo mais curto. Um elemento ideal tem uma proporção de 1,0. Os elementos com proporções que excedam 10 devem ser evitados em regiões de tensão crítica e também limitados a uma pequena porcentagem do volume total. Às vezes, especialmente para geometria complexa, proporções de aspecto de até 40 não são incomuns. Desde que estes elementos de qualidade mais pobre não estejam localizados em regiões de tensão crítica, eles podem ser toleráveis.

Se você especificar um tamanho de elemento grande para um modelo com recursos relativamente pequenos, os elementos com alta proporção serão gerados ao longo dos recursos pequenos. Arestas curtas são necessárias para se adequar aos recursos pequenos, mas outras arestas são longas devido ao tamanho do elemento especificado. De forma similar, uma peça fina com um tamanho de malha de superfície grande contém elementos sólidos com alta proporção. Em tais casos, é possível reduzir o tamanho do elemento globalmente ou localmente para aprimorar as proporções.

• Coeficiente de tamanho de malha adjacente: uma medida da taxa de transição entre elementos pequenos em uma região localizada e o tamanho global maior. A maioria das rotinas de malha, incluindo a de Fusion, executa automaticamente uma transição gradual entre elementos pequenos e grandes.
• Número de elementos através da espessura: há uma regra geral de que as peças sujeitas a tensões de flexão devem ter no mínimo quatro elementos através da espessura da peça. Esta regra se aplica aos elementos lineares. Os múltiplos elementos são necessários para representar razoavelmente a magnitude de tensão de tração variável e reversa através da espessura. Ao usar elementos parabólicos, dois elementos através da espessura produzem resultados semelhantes (devido aos nós adicionais entre os vértices de canto).

Para peças finas, é geralmente difícil obter uma malha que seja densa o suficiente para satisfazer esta diretriz. É possível usar o refinamento de malha local para reduzir o tamanho do elemento somente em regiões críticas. Desta forma, é possível obter o número recomendado de elementos sem produzir uma contagem de elementos total extrema.

Nem todas as peças finas exigem vários elementos através da espessura para obter uma precisão aceitável. Se a tensão for principalmente tensão de membrana de tração ou compressão (não tensões de dobra), um elemento através da espessura pode ser adequado. Considere a seguinte comparação:

Figura 1: Quando são necessários vários elementos através da espessura de uma peça?

Ambas as peças são fixadas na extremidade esquerda e têm uma força descendente aplicada, o que produz a dobra. Na parte horizontal do ângulo, peça (a), a tensão de tração é revertida através da espessura da peça. A superfície superior está em tensão e a superfície inferior está em compressão. Para tais casos, é necessário um mínimo de quatro elementos lineares ou dois elementos parabólicos através da espessura para capturar adequadamente o gradiente de tensão.

Na peça (b), as paredes superior e inferior do tubo quadrado apresentam uma pequena alteração na magnitude da tensão de tração através da espessura. A parede superior está em tensão e a parede inferior está em compressão. Para os elementos ao longo das duas paredes laterais, a tensão gradualmente muda de tensão para compressão conforme você se move de cima para baixo. Em tais casos, um único elemento linear através da espessura é suficiente. O gradiente de tensão através da espessura é mínimo e não há nenhuma inversão de tensão.

Nota: A Autodesk Fusion inclui diversas configurações avançadas de malha para controlar a qualidade da malha. Essas configurações são discutidas na seção Como da Ajuda. Além do tamanho da malha, é possível controlar a proporção, a proporção do tamanho da malha do elemento adjacente e o ângulo de curva ao longo de arestas curvas.