تحلیل استاتیکی خطی (کشسانی)¶
برای این تحلیل از دادههای tutorial/01_elastic_hinge استفاده میشود.
مدل تحلیل¶
مدل تحلیل یک قطعه لولا است؛ هندسه در شکل 4.1.1 و داده مش در شکل 4.1.2 نشان داده شدهاند.
| مورد | محتوا | توضیحات | مرجع |
|---|---|---|---|
| نوع تحلیل | تحلیل استاتیکی خطی | !SOLUTION,TYPE=STATIC | |
| تعداد گرهها | 84,056 | ||
| تعداد المانها | 49,871 | ||
| نوع المان | المان چهاروجهی درجه دوم 10 گره | !ELEMENT,TYPE=342 | کتابخانه المان |
| نام ماده | STEEL | !MATERIAL,NAME=STEEL | دادههای ماده |
| خواص ماده | ELASTIC | !ELASTIC | |
| شرایط مرزی | قید، بار متمرکز | ||
| حلگر ماتریسی | CG/SSOR | !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1 |
شکل 4.1.1 هندسه قطعه لولا
شکل 4.1.2 داده مش قطعه لولا
محتوای تحلیل¶
کد منبع FrontISTR را استخراج کنید، به دایرکتوری این مثال بروید و بررسی کنید فایلهای لازم برای تحلیل
| نام فایل | نوع | نقش |
|---|---|---|
hecmw_ctrl.dat | داده کنترل کلی | فایلهای ورودی/خروجی داده مش و داده کنترل تحلیل را تعیین میکند |
hinge.cnt | داده کنترل تحلیل | نوع تحلیل، شرایط مرزی جابهجایی، بار متمرکز و نیز کنترل حلگر و تجسم را تعیین میکند |
hinge.msh | داده مش | مش اجزای محدود و دادههای ماده و دادههای مقطع آن را تعریف میکند |
وجود دارند.
خروجی:
جابهجایی سطح مقید نشاندادهشده در شکل 4.1.1 ثابت شده و تحلیل تنش با اعمال بار متمرکز روی سطح بارگذاری انجام میشود. داده کنترل کلی و داده کنترل تحلیل در ادامه آمدهاند.
داده کنترل کلی hecmw_ctrl.dat¶
فایلهای ورودی/خروجی داده مش و داده کنترل تحلیل را مشخص میکند.
#
# برای حلگر
#
!MESH, NAME=fstrMSH, TYPE=HECMW-ENTIRE # تعیین یک داده مش
hinge.msh
!CONTROL, NAME=fstrCNT # تعیین داده کنترل تحلیل
hinge.cnt
!RESULT, NAME=fstrRES, IO=OUT # تعیین داده نتیجه
hinge.res
!RESULT, NAME=vis_out, IO=OUT # تعیین داده تجسم
hinge_vis
داده کنترل تحلیل hinge.cnt¶
نوع تحلیل، شرایط مرزی جابهجایی، بار متمرکز و نیز کنترل حلگر و ابزار تجسم را تعیین میکند.
# فایل کنترل FISTR
## کنترل تحلیل
!VERSION # تعیین نسخه قالب فایل
3
!SOLUTION, TYPE=STATIC # تعیین نوع تحلیل
!WRITE,RESULT # تعیین خروجی داده نتیجه
!WRITE,VISUAL # تعیین خروجی داده تجسم
## کنترل حلگر
### شرط مرزی
!BOUNDARY
BND0, 1, 3, 0.000000 # تعیین سطح مقید 1
!BOUNDARY
BND1, 1, 3, 0.000000 # تعیین سطح مقید 2
!CLOAD
CL0, 1, 0.01000 # تعیین سطح بارگذاری
### ماده
!MATERIAL, NAME=STEEL # تعیین خواص ماده
!ELASTIC # تعریف ماده الاستیک
210000.0, 0.3
!DENSITY # تعریف چگالی جرم
7.85e-6
### تنظیمات حلگر
!SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1,ITERLOG=YES,TIMELOG=YES # کنترل حلگر
10000, 1
1.0e-08, 1.0, 0.0
## کنترل پسپردازش
!VISUAL,method=PSR # تعیین روش تجسم
!surface_num=1 # تعداد سطوح در یک بازنمایی سطحی
!surface 1 # تعیین محتوای سطح
!output_type=VTK # تعیین نوع فایل تجسم
!END # نشاندهنده پایان داده کنترل تحلیل
داده مش¶
مش اجزای محدود و دادههای ماده و دادههای مقطع آن را تعریف میکند.
(فقط بخشی از فایل)
!HEADER
HECMW_Msh File generated by REVOCAP
!NODE
1, -1.22042, 2.23355, 1.65220
2, -1.27050, -3.10529, 1.59209
...
!ELEMENT, TYPE=342
1, 1157, 3549, 3321, 3739, 12629, 12627, 12626, 12628, 12631, 12630
2, 8207, 3321, 3549, 3739, 12629, 12633, 12632, 12634, 12630, 12631
...
!MATERIAL, NAME=STEEL, ITEM=2
!ITEM=1, SUBITEM=2
210000.0, 0.3
!ITEM=2, SUBITEM=1
7.85e-6
!SECTION, TYPE=SOLID, EGRP=Solid0, MATERIAL=STEEL
!EGROUP, EGRP=Solid0
1
2
...
!END
روش اجرای تحلیل¶
فرمان اجرای FrontISTR یعنی fistr1 را اجرا کنید.
(اجرا با 4 رشته)
##################################################################
# FrontISTR
#
##################################################################
---
version: 5.1.0
git_hash: acab000c8c633b7b9d596424769e14363f720841
build:
date: 2020-10-05T07:39:55Z
MPI: enabled
OpenMP: enabled
option: "-p --with-tools --with-refiner --with-metis --with-mumps --with-lapack --with-ml --with-mkl "
HECMW_METIS_VER: 5
execute:
date: 2020-10-07T10:01:16+0900
processes: 1
threads: 4
cores: 4
host:
0: flow-p06
---
...
Step control not defined! Using default step=1
fstr_setup: OK
Start visualize PSF 1 at timestep 0
loading step= 1
sub_step= 1, current_time= 0.0000E+00, time_inc= 0.1000E+01
loading_factor= 0.0000000 1.0000000
### 3x3 BLOCK CG, SSOR, 1
1 1.903375E+00
2 1.974378E+00
3 2.534627E+00
...
...
2967 1.080216E-08
2968 1.004317E-08
2969 9.375729E-09
### Relative residual = 9.39429E-09
### summary of linear solver
2969 iterations 9.394286E-09
set-up time : 1.953022E-01
solver time : 5.704201E+01
solver/comm time : 5.145826E-01
solver/matvec : 2.306329E+01
solver/precond : 2.632665E+01
solver/1 iter : 1.921253E-02
work ratio (%) : 9.909789E+01
Start visualize PSF 1 at timestep 1
### FSTR_SOLVE_NLGEOM FINISHED!
====================================
TOTAL TIME (sec) : 59.99
pre (sec) : 0.71
solve (sec) : 59.29
====================================
FrontISTR Completed !!
وقتی FrontISTR Completed !! نمایش داده شد، تحلیل کامل شده است.
نتایج تحلیل¶
پس از پایان تحلیل چند فایل جدید ایجاد میشود.
خروجی:
0.log hecmw_ctrl.dat hinge.res.0.0 hinge_vis_psf.0001
FSTR.dbg.0 hecmw_vis.ini hinge.res.0.1 hinge_vis_psf.0001.pvtu
FSTR.msg hinge.cnt hinge_vis_psf.0000
FSTR.sta hinge.msh hinge_vis_psf.0000.pvtu
فایلهای *.res.* داده نتیجه هستند و نتایج تحلیل FrontISTR را در خود دارند. میتوان آنها را با REVOCAP_PrePost و ابزارهای مشابه نمایش داد.
فایلهای *_vis_* داده تجسم هستند و با نرمافزارهای عمومی تجسم قابل نمایشاند. در این مثال خروجی با قالب VTK تولید میشود، بنابراین برای نمایش از ParaView یا ابزار مشابه استفاده کنید.
کانتور تنش فونمیزس با REVOCAP_PrePost تهیه و در شکل 4.1.3 نشان داده شده است. همچنین بخشی از فایل گزارش نتایج تحلیل بهعنوان داده عددی در ادامه آمده است.
شکل 4.1.3 نتیجه تحلیل تنش فونمیزس
گزارش نتایج تحلیل 0.log¶
fstr_setup: OK
#### Result step= 0
##### Local Summary @Node :Max/IdMax/Min/IdMin####
//U1 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//U2 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//U3 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E11 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E22 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E33 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E12 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E23 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E31 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S11 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S22 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S33 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S12 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S23 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S31 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//SMS 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
##### Local Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
//E11 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E22 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E33 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E12 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E23 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E31 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S11 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S22 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S33 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S12 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S23 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S31 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//SMS 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
##### Global Summary @Node :Max/IdMax/Min/IdMin####
//U1 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//U2 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//U3 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E11 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E22 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E33 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E12 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E23 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E31 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S11 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S22 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S33 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S12 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S23 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S31 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//SMS 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
##### Global Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
//E11 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E22 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E33 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E12 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E23 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E31 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S11 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S22 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S33 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S12 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S23 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S31 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//SMS 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
#### Result step= 1
##### Local Summary @Node :Max/IdMax/Min/IdMin####
//U1 3.9115E-02 82452 -7.1083E-04 65233
//U2 7.4504E-05 354 -5.8813E-04 696
//U3 5.9493E-04 84 -5.8751E-03 61080
//E11 1.3777E-03 130 -1.3653E-03 77625
//E22 4.9199E-04 61 -5.4370E-04 102
//E33 6.8634E-04 51036 -6.1176E-04 30070
//E12 7.1556E-04 27808 -6.8093E-04 27863
//E23 5.3666E-04 56 -5.4347E-04 82
//E31 7.2396E-04 36168 -9.6621E-04 130
//S11 3.8626E+02 130 -3.6387E+02 28580
//S22 1.6628E+02 130 -1.5743E+02 28580
//S33 1.6502E+02 30033 -1.5643E+02 28580
//S12 5.7795E+01 27808 -5.4998E+01 27863
//S23 4.3345E+01 56 -4.3896E+01 82
//S31 5.8474E+01 36168 -7.8040E+01 130
//SMS 2.8195E+02 77625 1.2755E-02 75112
##### Local Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
//E11 1.0731E-03 10485 -1.2123E-03 41779
//E22 3.9143E-04 33536 -4.1389E-04 22892
//E33 5.9415E-04 44563 -5.0497E-04 47965
//E12 5.3264E-04 9163 -5.0405E-04 9161
//E23 3.9226E-04 33024 -4.1464E-04 23465
//E31 5.7633E-04 43142 -4.8019E-04 9571
//S11 2.7231E+02 9180 -2.9763E+02 41779
//S22 1.0792E+02 9180 -1.0656E+02 41779
//S33 1.3921E+02 44569 -1.1431E+02 47974
//S12 4.3021E+01 9163 -4.0712E+01 9161
//S23 3.1683E+01 33024 -3.3490E+01 23465
//S31 4.6550E+01 43142 -3.8785E+01 9571
//SMS 2.4057E+02 41779 3.1383E-02 38687
##### Global Summary @Node :Max/IdMax/Min/IdMin####
//U1 3.9115E-02 82452 -7.1083E-04 65233
//U2 7.4504E-05 354 -5.8813E-04 696
//U3 5.9493E-04 84 -5.8751E-03 61080
//E11 1.3777E-03 130 -1.3653E-03 77625
//E22 4.9199E-04 61 -5.4370E-04 102
//E33 6.8634E-04 51036 -6.1176E-04 30070
//E12 7.1556E-04 27808 -6.8093E-04 27863
//E23 5.3666E-04 56 -5.4347E-04 82
//E31 7.2396E-04 36168 -9.6621E-04 130
//S11 3.8626E+02 130 -3.6387E+02 28580
//S22 1.6628E+02 130 -1.5743E+02 28580
//S33 1.6502E+02 30033 -1.5643E+02 28580
//S12 5.7795E+01 27808 -5.4998E+01 27863
//S23 4.3345E+01 56 -4.3896E+01 82
//S31 5.8474E+01 36168 -7.8040E+01 130
//SMS 2.8195E+02 77625 1.2755E-02 75112
##### Global Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
//E11 1.0731E-03 10485 -1.2123E-03 41779
//E22 3.9143E-04 33536 -4.1389E-04 22892
//E33 5.9415E-04 44563 -5.0497E-04 47965
//E12 5.3264E-04 9163 -5.0405E-04 9161
//E23 3.9226E-04 33024 -4.1464E-04 23465
//E31 5.7633E-04 43142 -4.8019E-04 9571
//S11 2.7231E+02 9180 -2.9763E+02 41779
//S22 1.0792E+02 9180 -1.0656E+02 41779
//S33 1.3921E+02 44569 -1.1431E+02 47974
//S12 4.3021E+01 9163 -4.0712E+01 9161
//S23 3.1683E+01 33024 -3.3490E+01 23465
//S31 4.6550E+01 43142 -3.8785E+01 9571
//SMS 2.4057E+02 41779 3.1383E-02 38687