Translation update pending
The Polish translation may be out of date because the Japanese source has changed. The existing translation remains available while it is being updated.
Liniowa analiza statyczna (sprężystość)¶
Do wykonania tej analizy użyj danych z tutorial/01_elastic_hinge.
Przedmiot analizy¶
Przedmiotem analizy jest element zawiasu. Jego kształt przedstawiono na rysunku 4.1.1, a dane siatki na rysunku 4.1.2.
| Pozycja | Opis | Uwagi | Odniesienie |
|---|---|---|---|
| Typ analizy | Liniowa analiza statyczna | !SOLUTION,TYPE=STATIC | |
| Liczba węzłów | 84,056 | ||
| Liczba elementów | 49,871 | ||
| Typ elementu | 10-węzłowy element tetraedryczny 2. rzędu | !ELEMENT,TYPE=342 | Biblioteka elementów |
| Nazwa materiału | STEEL | !MATERIAL,NAME=STEEL | Dane materiałowe |
| Właściwości materiału | ELASTIC | !ELASTIC | |
| Warunki brzegowe | Utwierdzenie, obciążenie skupione | ||
| Solver liniowy | CG/SSOR | !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1 |
Rysunek 4.1.1 Kształt elementu zawiasu
Rysunek 4.1.2 Dane siatki elementu zawiasu
Konfiguracja analizy¶
Rozpakuj kod źródłowy FrontISTR, przejdź do katalogu tego przykładu i sprawdź, czy następujące pliki wymagane do analizy
| Nazwa pliku | Typ | Rola |
|---|---|---|
hecmw_ctrl.dat | Ogólne dane sterujące | Określa pliki wejściowe i wyjściowe danych siatki oraz danych sterujących analizą |
hinge.cnt | Dane sterujące analizą | Definiuje typ analizy, warunki brzegowe przemieszczeń, obciążenia skupione itp., a także ustawienia solvera i wizualizatora |
hinge.msh | Dane siatki | Definiuje siatkę elementów skończonych oraz jej dane materiałowe i dane sekcji |
są dostępne.
Wynik wykonania:
Przeprowadź analizę naprężeń, unieruchamiając przemieszczenia powierzchni utwierdzonych pokazanych na rysunku 4.1.1 i przykładając obciążenie skupione do powierzchni obciążenia. Ogólne dane sterujące i dane sterujące analizą przedstawiono poniżej.
Ogólne dane sterujące hecmw_ctrl.dat¶
Ten plik określa pliki wejściowe i wyjściowe danych siatki oraz danych sterujących analizą.
#
# dla solvera
#
!MESH, NAME=fstrMSH, TYPE=HECMW-ENTIRE # Określa pojedynczy plik danych siatki
hinge.msh
!CONTROL, NAME=fstrCNT # Określa dane sterujące analizą
hinge.cnt
!RESULT, NAME=fstrRES, IO=OUT # Określa dane wynikowe
hinge.res
!RESULT, NAME=vis_out, IO=OUT # Określa dane wizualizacji
hinge_vis
Dane sterujące analizą hinge.cnt¶
Ten plik definiuje typ analizy, warunki brzegowe przemieszczeń, obciążenia skupione itp., a także ustawienia solvera i wizualizatora.
# Plik sterujący dla FISTR
## Sterowanie analizą
!VERSION # Określa wersję formatu pliku
3
!SOLUTION, TYPE=STATIC # Określa typ analizy
!WRITE,RESULT # Określa wyjście danych wynikowych
!WRITE,VISUAL # Określa wyjście danych wizualizacji
## Sterowanie solverem
### Warunek brzegowy
!BOUNDARY
BND0, 1, 3, 0.000000 # Określa powierzchnię utwierdzoną 1
!BOUNDARY
BND1, 1, 3, 0.000000 # Określa powierzchnię utwierdzoną 2
!CLOAD
CL0, 1, 0.01000 # Określa powierzchnię obciążenia
### Materiał
!MATERIAL, NAME=STEEL # Określa właściwości materiału
!ELASTIC # Definiuje materiał sprężysty
210000.0, 0.3
!DENSITY # Definiuje gęstość masową
7.85e-6
### Ustawienia solvera
!SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1,ITERLOG=YES,TIMELOG=YES # Steruje solverem
10000, 1
1.0e-08, 1.0, 0.0
## Sterowanie postprocessingiem
!VISUAL,method=PSR # Określa metodę wizualizacji
!surface_num=1 # Liczba powierzchni w 1 renderowaniu powierzchni
!surface 1 # Określa zawartość powierzchni
!output_type=VTK # Określa typ pliku wizualizacji
!END # Wskazuje koniec danych sterujących analizą
Dane siatki¶
Ten plik definiuje siatkę elementów skończonych oraz jej dane materiałowe i dane sekcji.
(Tylko 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
Procedura analizy¶
Uruchom polecenie FrontISTR fistr1.
(Uruchomienie z 4 wątkami)
##################################################################
# 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 !!
Analiza jest zakończona, gdy zostanie wyświetlony komunikat FrontISTR Completed !!.
Wyniki analizy¶
Po zakończeniu analizy tworzonych jest kilka nowych plików.
Wynik wykonania:
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
Pliki *.res.* zawierają dane wynikowe analizy FrontISTR. Można je wyświetlać za pomocą REVOCAP_PrePost i podobnych narzędzi.
Pliki *_vis_* zawierają dane wizualizacyjne i można je wyświetlać w ogólnodostępnym oprogramowaniu do wizualizacji. W tym przykładzie dane są zapisywane w formacie VTK, dlatego do ich wyświetlenia użyj ParaView lub podobnego oprogramowania.
Mapę konturową naprężenia von Misesa utworzoną w REVOCAP_PrePost przedstawiono na rysunku 4.1.3. Poniżej pokazano także fragment pliku dziennika wyników analizy jako dane liczbowe wyników.
Rysunek 4.1.3 Wynik analizy naprężenia von Misesa
Dziennik wyników analizy 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