Böyükmiqyaslı qəlib modelinin statik analizi¶

Bu, qəlib yığımına bərabər paylanmış təzyiq tətbiq edilən xətti statik analiz nümunəsidir. İkinci tərtibli tetraedrik elementlərdən istifadə edən, təxminən 1 milyon düyündən təxminən 210 milyon düyünədək dəyişən dörd tor mövcuddur.

Ən böyük Mold_200mil modeli 13 hesablama düyünündə 208 proseslə icra edilib və praktiki tətbiqlərdə istifadə olunan həndəsəyə malik modellərin hansı miqyasadək emal oluna bildiyini göstərən nümunə kimi istifadə edilə bilər. Dörd modelin həndəsəsi, materialı və sərhəd şərtləri eynidir, yalnız torun incəliyi fərqlənir; buna görə də miqyasın dəqiqliyə və hesablama resurslarına təsirini müqayisə etmək mümkündür.

Qəlib modelinin ümumi həndəsəsi, aşağı hissəsi və kəsiyi

Şəkil 1. Qəlib yığımı: bütün hissələr, aşağı hissələr və kəsik.

Analiz modeli¶

Dörd modelin həndəsəsi, materialı və sərhəd şərtləri eynidir, torun incəliyi isə fərqlənir.

Bənd	Məzmun
Həndəsə və birləşmələr	Qəlib yığımı. Hissələr ortaq düyünlərlə birləşdirilib.
Elementlər	İkinci tərtibli tetraedrik elementlər
Material	Konstruksiya poladı, xətti elastik material. Yunq modulu 200 GPa, Puasson əmsalı 0.3
Yük	Üst səthə 1 MPa bərabər paylanmış təzyiq (səth qrupu `PRESSURE1`)
Məhdudiyyətlər	Aşağı səthdə üç translasiya komponentinin hamısı sabitlənib (düyün qrupu `CONSTRAINT1`)

Qəlibdə yük və məhdudiyyət yerləri, həmçinin məhsul səthindəki element səthi qrupları

Şəkil 2. Təzyiq yükü, yerdəyişmə məhdudiyyətləri və məhsul səthi qrupları.

Analiz nəticələri¶

Tor miqyasına görə yerdəyişmə və gərginlik¶

Modelin adı	Z yerdəyişməsinin minimum qiyməti (mm)	Maksimum Mises gərginliyi, düyün qiyməti (MPa)	Maksimum Mises gərginliyi, element qiyməti (MPa)
Mold_001mil	-0.2527	118.2	75.9
Mold_011mil	-0.2638	130.7	101.3
Mold_055mil	-0.2659	189.9	156.5
Mold_200mil	-0.2666	250.4	213.1

Tor incəldikcə Z yerdəyişməsinin minimum qiymətindəki dəyişmə azalır və son iki miqyas arasındakı fərq cədvəldə göstərilən dəqiqliklə 0.0007 mm-dir. Digər tərəfdən, maksimum Mises gərginliyi həm düyün, həm də element qiymətləri üçün artmaqda davam edir. Gərginliyin yaxınsayıb-yaxınsamadığını və ya singulyarlığın olub-olmadığını müəyyən etmək üçün maksimum qiymətin yeri, ətraf həndəsə və sərhəd şərtləri araşdırılmalıdır.

Mold_001mil	Mold_011mil

Mold_055mil	Mold_200mil

Şəkil 3. Dörd model miqyası üçün tor və düyün üzrə von Mises gərginliyi (MPa).

Şəkil 3-də düyünlərə ekstrapolyasiya olunmuş qiymətlər (NodalMISES) göstərilir və bütün şəkillərdə rəng şkalası 0–50 MPa diapazonuna sabitlənib. Elementlərin kənarlarına baxaraq torlar arasındakı fərqləri müqayisə etmək olar.

Böyükmiqyaslı icra qeydləri¶

Hesablamalar 2020-ci ilin iyulunda FrontISTR 5.1.0 ilə, CG üsulu, 1.0E-06 yaxınsama həddi və maksimum 100,000 iterasiya ilə aparılıb. İcra mühiti PC klasteri olub; hər hesablama düyünündə iki Xeon E5-2670 (2.6 GHz, 8 nüvə) prosessoru və 128 GB yaddaş olub, düyünlər isə InfiniBand FDR ilə birləşdirilib. Paralel icra üsulu Flat MPI-dir (hər prosesə 1 axın).

Modelin adı	MPI proseslərinin sayı (hesablama düyünlərinin sayı)	Önşərtləndirici	İterasiya sayı	Həlledici vaxtı (s)
Mold_001mil	32 (2)	AMG (ML)	611	80.16
Mold_011mil	64 (4)	AMG (ML)	854	782.65
Mold_055mil	128 (8)	AMG (ML)	778	2,015.05
Mold_200mil	208 (13)	Diaqonal miqyaslama	92,626	96,969.34

Vaxtlar icra jurnalındakı solve qiymətləridir. Mold_200mil üçün AMG istifadə edildikdə hətta 13 hesablama düyünündə də yaddaş çatmadığından önşərtləndirici diaqonal miqyaslamaya dəyişdirilib; iterasiya sayı 92,626, hesablama vaxtı isə təxminən 27 saat olub.

Analiz verilənləri¶

Modelin adı	Düyünlərin sayı	Elementlərin sayı	Sıxılmış həcm	Endirmə
Mold_001mil	1,015,778	638,041	35.6 MB	Mold_001mil.tar.gz
Mold_011mil	11,036,922	7,617,345	461 MB	Mold_011mil.tar.gz
Mold_055mil	55,508,692	39,271,921	2.41 GB	Mold_055mil.tar.gz
Mold_200mil	209,893,102	151,044,460	9.58 GB	5 hissə (aşağıda)

Verilənlərin versiyası 1.0.0-dır.

Mold_200mil-in əldə edilməsi¶

Mold_200mil hər fayl üçün həddi (5 GB) aşdığına görə 2 GiB-lıq beş hissəyə bölünərək qeydiyyata alınıb. Bütün faylları eyni qovluğa endirdikdən sonra onları birləşdirin.

for i in 00 01 02 03 04; do
  curl -fLO "https://gitlab.com/api/v4/projects/21515176/packages/generic/Mold_200mil/1.0.0/Mold_200mil.tar.gz.part$i"
done
cat Mold_200mil.tar.gz.part?? > Mold_200mil.tar.gz

Birləşdirilmiş faylın SHA-256 qiyməti c67d5b8990302c84103de7e8a2848449f0035f7813cd122fb443e206f38b8606-dır.

İstinadlar¶

Əməkdaşlıq edənlər¶

CAD və giriş verilənlərinin hazırlanması: TechnoStar
FrontISTR formatına çevirmə və paralel analiz: Yamaguchi və Inagaki