Analyse statique linéaire (élasticité)¶
Cette analyse utilise les données de tutorial/01_elastic_hinge.
Objet de l’analyse¶
L’objet de l’analyse est une pièce de charnière ; sa géométrie est présentée à la figure 4.1.1 et les données de maillage à la figure 4.1.2.
| Élément | Contenu | Remarque | Référence |
|---|---|---|---|
| Type d’analyse | Analyse statique linéaire | !SOLUTION,TYPE=STATIC | |
| Nombre de nœuds | 84,056 | ||
| Nombre d’éléments | 49,871 | ||
| Type d’élément | Élément tétraédrique quadratique à 10 nœuds | !ELEMENT,TYPE=342 | Bibliothèque d’éléments |
| Nom du matériau | STEEL | !MATERIAL,NAME=STEEL | Données matériau |
| Propriété du matériau | ELASTIC | !ELASTIC | |
| Condition aux limites | Encastrement, charge concentrée | ||
| Solveur linéaire | CG/SSOR | !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1 |
Figure 4.1.1 Géométrie de la pièce de charnière
Figure 4.1.2 Données de maillage de la pièce de charnière
Contenu de l’analyse¶
Décompressez le code source de FrontISTR, accédez au répertoire de cet exemple et vérifiez que les fichiers nécessaires à l’analyse suivants
| Nom de fichier | Type | Rôle |
|---|---|---|
hecmw_ctrl.dat | Données de contrôle globales | Spécifie les fichiers d’entrée et de sortie des données de maillage et des données de contrôle de l’analyse |
hinge.cnt | Données de contrôle de l’analyse | Définit le type d’analyse, les conditions aux limites de déplacement, les charges concentrées, etc., et spécifie également le contrôle du solveur et du visualiseur |
hinge.msh | Données de maillage | Définit le maillage par éléments finis ainsi que ses données de matériau et de section |
sont présents.
Résultat de l’exécution :
Une analyse des contraintes est effectuée en bloquant le déplacement des surfaces contraintes indiquées à la figure 4.1.1 et en appliquant une charge concentrée sur la surface de chargement. Les données de contrôle globales et les données de contrôle de l’analyse sont présentées ci-dessous.
Données de contrôle globales hecmw_ctrl.dat¶
Spécifie les fichiers d’entrée et de sortie des données de maillage et des données de contrôle de l’analyse.
#
# for solver
#
!MESH, NAME=fstrMSH, TYPE=HECMW-ENTIRE # Spécifier les données de maillage uniques
hinge.msh
!CONTROL, NAME=fstrCNT # Spécifier les données de contrôle de l’analyse
hinge.cnt
!RESULT, NAME=fstrRES, IO=OUT # Spécifier les données de résultats
hinge.res
!RESULT, NAME=vis_out, IO=OUT # Spécifier les données de visualisation
hinge_vis
Données de contrôle de l’analyse hinge.cnt¶
Définit le type d’analyse, les conditions aux limites de déplacement, les charges concentrées, etc., et spécifie également le contrôle du solveur et du visualiseur.
# Control File for FISTR
## Analysis Control
!VERSION # Spécifier la version du format de fichier
3
!SOLUTION, TYPE=STATIC # Spécifier le type d’analyse
!WRITE,RESULT # Spécifier la sortie des données de résultats
!WRITE,VISUAL # Spécifier la sortie des données de visualisation
## Solver Control
### Boundary Condition
!BOUNDARY
BND0, 1, 3, 0.000000 # Spécifier la surface contrainte 1
!BOUNDARY
BND1, 1, 3, 0.000000 # Spécifier la surface contrainte 2
!CLOAD
CL0, 1, 0.01000 # Spécifier la surface de chargement
### Material
!MATERIAL, NAME=STEEL # Spécifier les propriétés du matériau
!ELASTIC # Définir le matériau élastique
210000.0, 0.3
!DENSITY # Définir la masse volumique
7.85e-6
### Solver Setting
!SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1,ITERLOG=YES,TIMELOG=YES # Contrôler le solveur
10000, 1
1.0e-08, 1.0, 0.0
## Post Control
!VISUAL,method=PSR # Spécifier la méthode de visualisation
!surface_num=1 # Nombre de surfaces dans un rendu de surface
!surface 1 # Spécifier le contenu de la surface
!output_type=VTK # Spécifier le type du fichier de visualisation
!END # Indiquer la fin des données de contrôle de l’analyse
Données de maillage¶
Définit le maillage par éléments finis ainsi que ses données de matériau et de section.
(extrait uniquement)
!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
Procédure d’analyse¶
Exécutez FrontISTR avec la commande fistr1.
(exécution avec 4 threads)
##################################################################
# 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 !!
Lorsque FrontISTR Completed !! s’affiche, l’analyse est terminée.
Résultats de l’analyse¶
Une fois l’analyse terminée, plusieurs nouveaux fichiers sont créés.
Résultat de l’exécution :
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
Les fichiers *.res.* sont des données de résultats contenant les résultats d’analyse de FrontISTR. Ils peuvent être affichés notamment avec REVOCAP_PrePost.
Les fichiers *_vis_* sont des données de visualisation et peuvent être affichés avec des logiciels de visualisation génériques. Dans cet exemple, la sortie est au format VTK ; elle peut donc être affichée avec ParaView, par exemple.
Un diagramme de contours de la contrainte de von Mises est créé avec REVOCAP_PrePost et présenté à la figure 4.1.3. En outre, un extrait du fichier journal des résultats d’analyse est présenté ci-dessous comme données numériques des résultats d’analyse.
Figure 4.1.3 Résultat de l’analyse de la contrainte de von Mises
Journal des résultats d’analyse 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