Lineaire statische analyse (elasticiteit)¶
Voor deze analyse worden de gegevens in tutorial/01_elastic_hinge gebruikt.
Analyseobject¶
Het analyseobject is een scharnieronderdeel. De geometrie is weergegeven in figuur 4.1.1 en de meshgegevens in figuur 4.1.2.
| Item | Inhoud | Opmerkingen | Referentie |
|---|---|---|---|
| Analysetype | Lineaire statische analyse | !SOLUTION,TYPE=STATIC | |
| Aantal knopen | 84,056 | ||
| Aantal elementen | 49,871 | ||
| Elementtype | 10-knoops tetraëderelement van de 2e orde | !ELEMENT,TYPE=342 | Elementbibliotheek |
| Materiaalnaam | STEEL | !MATERIAL,NAME=STEEL | Materiaalgegevens |
| Materiaaleigenschap | ELASTIC | !ELASTIC | |
| Randvoorwaarden | Fixatie, geconcentreerde belasting | ||
| Matrixoplosser | CG/SSOR | !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1 |
Figuur 4.1.1 Geometrie van het scharnieronderdeel
Figuur 4.1.2 Meshgegevens van het scharnieronderdeel
Analyse-inhoud¶
Pak de FrontISTR-broncode uit, ga naar de map van dit voorbeeld en controleer of de voor de analyse benodigde bestanden
| Bestandsnaam | Type | Functie |
|---|---|---|
hecmw_ctrl.dat | Algemene besturingsgegevens | Geeft de invoer- en uitvoerbestanden voor de meshgegevens en analysebesturingsgegevens op |
hinge.cnt | Analysebesturingsgegevens | Definieert het analysetype, de verplaatsingsrandvoorwaarden, geconcentreerde belastingen enz. en specificeert ook de besturing van de oplosser en visualisator |
hinge.msh | Meshgegevens | Definieert de eindige-elementenmesh en de bijbehorende materiaal- en sectiegegevens |
aanwezig zijn.
Uitvoer:
Voer een spanningsanalyse uit waarbij de verplaatsing van de in figuur 4.1.1 getoonde vastgezette oppervlakken wordt beperkt en een geconcentreerde belasting op het belastingsoppervlak wordt aangebracht. De algemene besturingsgegevens en analysebesturingsgegevens worden hieronder weergegeven.
Algemene besturingsgegevens hecmw_ctrl.dat¶
Hiermee worden de invoer- en uitvoerbestanden voor de meshgegevens en analysebesturingsgegevens opgegeven.
#
# voor de oplosser
#
!MESH, NAME=fstrMSH, TYPE=HECMW-ENTIRE # Geef één meshgegevensbestand op
hinge.msh
!CONTROL, NAME=fstrCNT # Geef de analysebesturingsgegevens op
hinge.cnt
!RESULT, NAME=fstrRES, IO=OUT # Geef de resultaatgegevens op
hinge.res
!RESULT, NAME=vis_out, IO=OUT # Geef de visualisatiegegevens op
hinge_vis
Analysebesturingsgegevens hinge.cnt¶
Hiermee worden het analysetype, de verplaatsingsrandvoorwaarden, geconcentreerde belastingen enz. gedefinieerd en wordt ook de besturing van de oplosser en visualisator opgegeven.
# Besturingsbestand voor FISTR
## Analysebesturing
!VERSION # Geef de versie van het bestandsformaat op
3
!SOLUTION, TYPE=STATIC # Geef het analysetype op
!WRITE,RESULT # Geef de uitvoer van resultaatgegevens op
!WRITE,VISUAL # Geef de uitvoer van visualisatiegegevens op
## Oplosserbesturing
### Randvoorwaarde
!BOUNDARY
BND0, 1, 3, 0.000000 # Geef vastgezet oppervlak 1 op
!BOUNDARY
BND1, 1, 3, 0.000000 # Geef vastgezet oppervlak 2 op
!CLOAD
CL0, 1, 0.01000 # Geef het belastingsoppervlak op
### Materiaal
!MATERIAL, NAME=STEEL # Geef de materiaaleigenschappen op
!ELASTIC # Definieer het elastische materiaal
210000.0, 0.3
!DENSITY # Definieer de massadichtheid
7.85e-6
### Oplosserinstellingen
!SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1,ITERLOG=YES,TIMELOG=YES # Bestuur de oplosser
10000, 1
1.0e-08, 1.0, 0.0
## Nabewerkingsbesturing
!VISUAL,method=PSR # Geef de visualisatiemethode op
!surface_num=1 # Aantal oppervlakken in 1 oppervlakterendering
!surface 1 # Geef de inhoud van het oppervlak op
!output_type=VTK # Geef het type visualisatiebestand op
!END # Geeft het einde van de analysebesturingsgegevens aan
Meshgegevens¶
Definieert de eindige-elementenmesh en de bijbehorende materiaal- en sectiegegevens.
(Alleen een fragment)
!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
Analyseprocedure¶
Voer het FrontISTR-commando fistr1 uit.
(Uitvoering met 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 !!
De analyse is voltooid wanneer FrontISTR Completed !! wordt weergegeven.
Analyseresultaten¶
Wanneer de analyse is voltooid, worden enkele nieuwe bestanden aangemaakt.
Uitvoer:
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.* zijn resultaatgegevens waarin de analyseresultaten van FrontISTR zijn opgeslagen. Ze kunnen worden weergegeven met REVOCAP_PrePost en vergelijkbare hulpmiddelen.
*_vis_* zijn visualisatiegegevens die met algemene visualisatiesoftware kunnen worden weergegeven. In dit voorbeeld worden de gegevens in VTK-formaat weggeschreven, zodat ze met ParaView of vergelijkbare software kunnen worden weergegeven.
Een met REVOCAP_PrePost gemaakte contourplot van de von Mises-spanning is weergegeven in figuur 4.1.3. Daarnaast wordt hieronder een deel van het analyseresultaatlogbestand weergegeven als numerieke gegevens van de analyseresultaten.
Figuur 4.1.3 Analyseresultaat van de von Mises-spanning
Analyseresultaatlog 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