შიგთავსზე გადასვლა

დიდმასშტაბიანი ყალიბის მოდელის სტატიკური ანალიზი

ეს არის წრფივი სტატიკური ანალიზის მაგალითი, რომელშიც ყალიბის ასამბლეაზე თანაბრად განაწილებული წნევა მოქმედებს. წარმოდგენილია ოთხი ბადე მეორე რიგის ტეტრაედრული ელემენტებით, დაახლოებით 1 მილიონიდან დაახლოებით 210 მილიონ კვანძამდე.

ყველაზე დიდი Mold_200mil მოდელი გაშვებული იქნა 13 გამოთვლით კვანძზე 208 პროცესით და ეს მაგალითი აჩვენებს, რა მასშტაბამდე შეიძლება პრაქტიკაში გამოყენებული გეომეტრიის მოდელების დამუშავება. ოთხივე მოდელს ერთნაირი გეომეტრია, მასალა და სასაზღვრო პირობები აქვს და განსხვავდება მხოლოდ ბადის სიმჭიდროვით, ამიტომ შესაძლებელია ასევე შედარდეს, როგორ მოქმედებს მოდელის მასშტაბი სიზუსტესა და გამოთვლით რესურსებზე.

ყალიბის მოდელის სრული გეომეტრია, ქვედა ნაწილი და ჭრილი

სურათი 1. ყალიბის ასამბლეა: ყველა ნაწილი, ქვედა ნაწილები და ჭრილი.

საანგარიშო მოდელი

ოთხივე მოდელს ერთნაირი გეომეტრია, მასალა და სასაზღვრო პირობები აქვს და განსხვავდება ბადის სიმჭიდროვით.

პუნქტი აღწერა
გეომეტრია და შეერთებები ყალიბის ასამბლეა. ნაწილები ერთმანეთთან საერთო კვანძებითაა შეერთებული
ელემენტები მეორე რიგის ტეტრაედრული ელემენტები
მასალა კონსტრუქციული ფოლადი, წრფივი ელასტიკური მასალა. იუნგის მოდული 200 GPa, პუასონის კოეფიციენტი 0.3
დატვირთვა ზედა ზედაპირზე თანაბრად განაწილებული წნევა 1 MPa (ზედაპირის ჯგუფი PRESSURE1)
შეზღუდვები ქვედა ზედაპირზე გადაადგილების სამივე კომპონენტი ფიქსირებულია (კვანძების ჯგუფი CONSTRAINT1)

ყალიბზე დატვირთვისა და შეზღუდვების მდებარეობები და პროდუქტის ზედაპირზე ელემენტების ზედაპირის ჯგუფები

სურათი 2. წნევით დატვირთვა, გადაადგილების შეზღუდვები და პროდუქტის ზედაპირის ჯგუფები.

ანალიზის შედეგები

გადაადგილება და ძაბვა ბადის მასშტაბის მიხედვით

მოდელის სახელი Z-გადაადგილების მინიმალური მნიშვნელობა (mm) მაქსიმალური ფონ მიზესის ძაბვა, კვანძური მნიშვნელობა (MPa) მაქსიმალური ფონ მიზესის ძაბვა, ელემენტური მნიშვნელობა (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

ბადის გამკვრივებასთან ერთად Z-გადაადგილების მინიმალური მნიშვნელობის ცვლილება მცირდება; ბოლო ორი მასშტაბისთვის ცხრილში ნაჩვენები სიზუსტით სხვაობა 0.0007 mm-ია. ამის საპირისპიროდ, მაქსიმალური ფონ მიზესის ძაბვა კვლავ იზრდება როგორც კვანძური, ისე ელემენტური მნიშვნელობებისთვის. იმის დასადგენად, კრებადია თუ არა ძაბვა ან არსებობს თუ არა სინგულარობა, საჭიროა მაქსიმალური მნიშვნელობის მდებარეობისა და მის გარშემო არსებული გეომეტრიისა და სასაზღვრო პირობების გამოკვლევა.

Mold_001mil Mold_011mil
ფონ მიზესის ძაბვის გადიდებული ხედი: Mold_001mil ფონ მიზესის ძაბვის გადიდებული ხედი: Mold_011mil
Mold_055mil Mold_200mil
ფონ მიზესის ძაბვის გადიდებული ხედი: Mold_055mil ფონ მიზესის ძაბვის გადიდებული ხედი: Mold_200mil
სურათი 3. ბადე და კვანძური ფონ მიზესის ძაბვა ოთხივე ზომის მოდელისთვის (MPa).

სურათი 3 აჩვენებს კვანძებზე ექსტრაპოლირებულ მნიშვნელობებს (NodalMISES), ხოლო ლეგენდის დიაპაზონი ყველა სურათზე ფიქსირებულია 0–50 MPa-ზე. ელემენტების წიბოებიდან შესაძლებელია ბადეებს შორის განსხვავებების შედარება.

დიდმასშტაბიანი გაშვების ჩანაწერი

გამოთვლები შესრულდა 2020 წლის ივლისში FrontISTR 5.1.0-ის გამოყენებით, CG მეთოდით, კრებადობის ზღვრით 1.0E-06 და მაქსიმუმ 100,000 იტერაციით. გამოთვლითი გარემო იყო PC-კლასტერი; თითოეულ გამოთვლით კვანძზე დაყენებული იყო ორი Xeon E5-2670 პროცესორი (2.6 GHz, 8 ბირთვი), 128 GB მეხსიერება და კვანძები დაკავშირებული იყო InfiniBand FDR-ით. პარალელური შესრულების რეჟიმი იყო Flat MPI (1 პროცესზე 1 ნაკადი).

მოდელის სახელი MPI პროცესების რაოდენობა (გამოთვლითი კვანძების რაოდენობა) პრეკონდიციონერი იტერაციების რაოდენობა ამომხსნელის დრო (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) დიაგონალური მასშტაბირება 92,626 96,969.34

დროები აღებულია შესრულების ჟურნალში solve მნიშვნელობებიდან. Mold_200mil-ისთვის AMG-ის გამოყენებისას მეხსიერება 13 გამოთვლით კვანძზეც არასაკმარისი აღმოჩნდა, ამიტომ პრეკონდიციონერი შეიცვალა დიაგონალური მასშტაბირებით; შედეგად იტერაციების რაოდენობა იყო 92,626, ხოლო გამოთვლის დრო დაახლოებით 27 საათი.

ანალიზის მონაცემები

მოდელის სახელი კვანძების რაოდენობა ელემენტების რაოდენობა შეკუმშული ზომა ჩამოტვირთვა
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 ნაწილად (ქვემოთ)

მონაცემების ვერსიაა 1.0.0.

Mold_200mil-ის მიღება

Mold_200mil აღემატება ერთი ფაილის დასაშვებ ზღვარს (5 GB), ამიტომ იგი რეგისტრირებულია 2 GiB-იან 5 ნაწილად. ჩამოტვირთეთ ყველა ფაილი ერთსა და იმავე დირექტორიაში და შემდეგ გააერთიანეთ ისინი.

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

გაერთიანებული ფაილის SHA-256 არის c67d5b8990302c84103de7e8a2848449f0035f7813cd122fb443e206f38b8606.

ლიტერატურა

წვლილის შემტანები

  • CAD-ისა და შეყვანის მონაცემების მომზადება: TechnoStar
  • FrontISTR-ში კონვერტაცია და პარალელური ანალიზი: იამაგუჩი და ინაგაკი