Esempi di modelli reali per l'analisi statica elastica¶

Modello di analisi¶

La Tabella 9.2.1 elenca esempi di verifica su modelli reali per l'analisi statica elastica. Le forme dei modelli, salvo alcune eccezioni, sono mostrate anche nelle Figure da 9.2.1 a 9.2.5. Per eseguire gli esempi che utilizzano i tipi di elemento 731 e 741 è necessario un solutore diretto separato.

Tabella 9.2.1 Esempi di verifica su modelli reali per l'analisi statica elastica

Figura 9.2.1 Biella (EX01A)

Figura 9.2.2 Blocco con foro (EX02)

Figura 9.2.3 Paletta di turbina (EX03, EX06)

Figura 9.2.4 Guscio cilindrico (EX04, EX09)

Figura 9.2.5 Bicchiere da vino (EX05, EX10A)

Risultati dell'analisi¶

Esempi di risultati dell'analisi¶

Esempi di risultati dell'analisi sono mostrati nelle Figure da 9.2.6 a 9.2.9.

Figura 9.2.6 Risultato dell'analisi EX01A (tensione di Mises e diagramma di deformazione (10x))

Figura 9.2.7 Risultato dell'analisi EX02 (tensione di Mises e diagramma di deformazione (100x))

Figura 9.2.8 Risultato dell'analisi EX03 (diagramma di deformazione (10x))

Figura 9.2.9 Risultato dell'analisi EX04 (diagramma di deformazione (100x))

Risultati della verifica delle prestazioni di analisi usando l'esempio EX02¶

È stata eseguita un'analisi con un software commerciale di uso generale utilizzando un modello equivalente al modello di verifica EX02, il blocco con foro. La Figura 9.2.10 mostra un confronto tra i valori massimi e minimi delle componenti di tensione e quelli ottenuti con FrontISTR. La figura mostra che le componenti di tensione concordano molto bene.

Successivamente è stato studiato l'effetto della decomposizione del dominio sulla distribuzione delle tensioni. Il partizionamento del dominio è stato eseguito con il metodo RCB, dividendo il modello in due parti in ciascuna delle direzioni X, Y e Z, per un totale di otto domini. La Figura 9.2.11 mostra il partizionamento. La Figura 9.2.12 mostra le distribuzioni delle tensioni ottenute dalle analisi con un singolo dominio e con otto domini partizionati.

Figura 9.2.10 Confronto delle componenti di tensione in EX02 con un software di uso generale

Figura 9.2.11 EX02 partizionato in otto domini con il metodo RCB

Figura 9.2.12 Differenza nella distribuzione della tensione di Mises dovuta alla decomposizione del dominio

La Figura 9.2.12 non mostra differenze tra i due risultati; essi coincidono completamente.

La Tabella 9.2.2 confronta i tempi di esecuzione per le impostazioni del solutore HEC-MW utilizzate. La Figura 9.2.13 mostra inoltre la storia di convergenza fino alla soluzione.

Tabella 9.2.2 Confronto dei tempi di esecuzione con i solutori HEC-MW

Figura 9.2.13 Confronto delle storie di convergenza con i solutori HEC-MW (soglia di convergenza: \(1.0 \times 10^{-8}\))

Confronto del tempo di calcolo usando l'esempio di verifica EX01A¶

Utilizzando l'esempio di verifica EX01A (biella), è stato valutato l'aumento di velocità del calcolo dovuto alla decomposizione del dominio. Per il calcolo è stato utilizzato un cluster di calcolo a 24 nodi con processori Xeon a 2.8 GHz. I risultati sono mostrati nella Figura 9.2.14. La figura mostra che la velocità di calcolo aumenta in proporzione al numero di domini.

Sono state inoltre studiate le differenze nel tempo di calcolo dovute all'ambiente di elaborazione. I risultati sono mostrati nella Tabella 9.2.3.

Figura 9.2.14 Effetto di accelerazione della decomposizione del dominio

Tabella 9.2.3 Confronto dei tempi di calcolo per computer (1 CPU)