रेखीय स्थैतिक विश्लेषण (प्रत्यास्थता)¶
यस विश्लेषणका लागि tutorial/01_elastic_hinge को डेटा प्रयोग गरिन्छ।
विश्लेषणको विषय¶
विश्लेषणको वस्तु हिङ्ज भाग हो। यसको आकृति चित्र 4.1.1 मा र मेश डेटा चित्र 4.1.2 मा देखाइएको छ।
| वस्तु | विवरण | टिप्पणी | सन्दर्भ |
|---|---|---|---|
| विश्लेषण प्रकार | रेखीय स्थैतिक विश्लेषण | !SOLUTION,TYPE=STATIC | |
| नोड संख्या | 84,056 | ||
| तत्त्व संख्या | 49,871 | ||
| तत्त्व प्रकार | 10-नोड दोस्रो-क्रम चतुष्फलकीय तत्त्व | !ELEMENT,TYPE=342 | तत्त्व पुस्तकालय |
| सामग्रीको नाम | STEEL | !MATERIAL,NAME=STEEL | सामग्री डेटा |
| सामग्री गुण | ELASTIC | !ELASTIC | |
| सीमा सर्त | बन्धन, केन्द्रित भार | ||
| म्याट्रिक्स समाधान विधि | CG/SSOR | !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1 |
चित्र 4.1.1 हिङ्ज भागको आकृति
चित्र 4.1.2 हिङ्ज भागको मेश डेटा
विश्लेषण विवरण¶
FrontISTR को स्रोत कोड निकालेर यस उदाहरणको निर्देशिकामा जानुहोस् र विश्लेषणका लागि चाहिने निम्न फाइलहरू
| फाइल नाम | प्रकार | भूमिका |
|---|---|---|
hecmw_ctrl.dat | समग्र नियन्त्रण डेटा | मेश डेटा तथा विश्लेषण नियन्त्रण डेटाका इनपुट/आउटपुट फाइलहरू निर्दिष्ट गर्छ |
hinge.cnt | विश्लेषण नियन्त्रण डेटा | विश्लेषण प्रकार, विस्थापन सीमा सर्त, केन्द्रित भार आदि परिभाषित गर्छ र सोल्भर तथा दृश्यीकरण नियन्त्रण पनि निर्दिष्ट गर्छ |
hinge.msh | मेश डेटा | सीमित-तत्त्व मेश तथा यसको सामग्री डेटा र खण्ड डेटा परिभाषित गर्छ |
छन् कि छैनन् जाँच गर्नुहोस्।
कार्य परिणाम:
चित्र 4.1.1 मा देखाइएको बन्धित सतहको विस्थापन रोक्दै भार सतहमा केन्द्रित भार लगाई प्रतिबल विश्लेषण गरिन्छ। समग्र नियन्त्रण डेटा र विश्लेषण नियन्त्रण डेटा तल देखाइएको छ।
समग्र नियन्त्रण डेटा hecmw_ctrl.dat¶
मेश डेटा र विश्लेषण नियन्त्रण डेटाका इनपुट/आउटपुट फाइलहरू निर्दिष्ट गर्छ।
#
# सोल्भरका लागि
#
!MESH, NAME=fstrMSH, TYPE=HECMW-ENTIRE # एकल मेश डेटा निर्दिष्ट
hinge.msh
!CONTROL, NAME=fstrCNT # विश्लेषण नियन्त्रण डेटा निर्दिष्ट
hinge.cnt
!RESULT, NAME=fstrRES, IO=OUT # परिणाम डेटा निर्दिष्ट
hinge.res
!RESULT, NAME=vis_out, IO=OUT # दृश्यीकरण डेटा निर्दिष्ट
hinge_vis
विश्लेषण नियन्त्रण डेटा hinge.cnt¶
विश्लेषण प्रकार, विस्थापन सीमा सर्त, केन्द्रित भार आदि परिभाषित गर्छ र सोल्भर तथा दृश्यीकरण नियन्त्रण पनि निर्दिष्ट गर्छ।
# FISTR का लागि नियन्त्रण फाइल
## विश्लेषण नियन्त्रण
!VERSION # फाइल ढाँचाको संस्करण निर्दिष्ट
3
!SOLUTION, TYPE=STATIC # विश्लेषण प्रकार निर्दिष्ट
!WRITE,RESULT # परिणाम डेटा आउटपुट निर्दिष्ट
!WRITE,VISUAL # दृश्यीकरण डेटा आउटपुट निर्दिष्ट
## सोल्भर नियन्त्रण
### सीमा सर्त
!BOUNDARY
BND0, 1, 3, 0.000000 # प्रतिबन्ध सतह 1 निर्दिष्ट
!BOUNDARY
BND1, 1, 3, 0.000000 # प्रतिबन्ध सतह 2 निर्दिष्ट
!CLOAD
CL0, 1, 0.01000 # बल लागू हुने सतह निर्दिष्ट
### सामग्री
!MATERIAL, NAME=STEEL # सामग्री गुण निर्दिष्ट
!ELASTIC # प्रत्यास्थ सामग्री परिभाषित
210000.0, 0.3
!DENSITY # द्रव्यमान घनत्व परिभाषित
7.85e-6
### सोल्भर सेटिङ
!SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1,ITERLOG=YES,TIMELOG=YES # सोल्भर नियन्त्रण
10000, 1
1.0e-08, 1.0, 0.0
## पोस्ट-प्रोसेसिङ नियन्त्रण
!VISUAL,method=PSR # दृश्यीकरण विधि निर्दिष्ट
!surface_num=1 # एउटा सतह रेन्डरिङभित्रका सतहहरूको संख्या
!surface 1 # सतहको सामग्री निर्दिष्ट
!output_type=VTK # दृश्यीकरण फाइलको प्रकार निर्दिष्ट
!END # विश्लेषण नियन्त्रण डेटाको अन्त्य जनाउँछ
मेश डेटा¶
सीमित-तत्त्व मेश परिभाषित गर्छ र यसको सामग्री डेटा तथा खण्ड डेटा निर्दिष्ट गर्छ।
(केही अंश मात्र)
!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
विश्लेषण प्रक्रिया¶
FrontISTR को कार्यान्वयन आदेश fistr1 चलाउनुहोस्।
(4 थ्रेडमा चलाउनुहोस्)
##################################################################
# 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 !!
FrontISTR Completed !! देखिएपछि विश्लेषण पूरा भएको हो।
विश्लेषण परिणाम¶
विश्लेषण पूरा भएपछि केही नयाँ फाइलहरू सिर्जना हुन्छन्।
कार्य परिणाम:
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
*.res.* लाई परिणाम डेटा भनिन्छ र यसमा FrontISTR को विश्लेषण परिणाम भण्डारण हुन्छ। यसलाई REVOCAP_PrePost आदि प्रयोग गरेर देखाउन सकिन्छ।
*_vis_* लाई दृश्यीकरण डेटा भनिन्छ र सामान्य दृश्यीकरण सफ्टवेयरमा खोल्न सकिन्छ। यस उदाहरणमा VTK ढाँचामा आउटपुट गरिएको हुँदा ParaView आदि प्रयोग गरेर देखाइन्छ।
Mises प्रतिबलको समोच्च चित्र REVOCAP_PrePost बाट बनाएर चित्र 4.1.3 मा देखाइएको छ। साथै, संख्यात्मक विश्लेषण परिणामका रूपमा विश्लेषण परिणाम लग फाइलको एक अंश तल दिइएको छ।
चित्र 4.1.3 Mises प्रतिबलको विश्लेषण परिणाम
विश्लेषण परिणाम लग 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