Analiză statică liniară (elasticitate)¶
Pentru această analiză se utilizează datele din tutorial/01_elastic_hinge.
Obiectul analizei¶
Obiectul analizei este o piesă de tip balama; geometria este prezentată în Figura 4.1.1, iar datele de plasă în Figura 4.1.2.
| Element | Descriere | Observații | Referință |
|---|---|---|---|
| Tip de analiză | Analiză statică liniară | !SOLUTION,TYPE=STATIC | |
| Număr de noduri | 84,056 | ||
| Număr de elemente | 49,871 | ||
| Tip de element | Element tetraedric de ordinul 2 cu 10 noduri | !ELEMENT,TYPE=342 | Biblioteca de elemente |
| Numele materialului | STEEL | !MATERIAL,NAME=STEEL | Date despre materiale |
| Proprietatea materialului | ELASTIC | !ELASTIC | |
| Condiție la limită | Constrângere, sarcină concentrată | ||
| Solver matriceal | CG/SSOR | !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1 |
Figura 4.1.1 Forma piesei de tip balama
Figura 4.1.2 Datele de plasă ale piesei de tip balama
Configurarea analizei¶
Dezarhivați codul sursă FrontISTR, treceți în directorul acestui exemplu și verificați dacă fișierele necesare analizei
| Numele fișierului | Tip | Rol |
|---|---|---|
hecmw_ctrl.dat | Date generale de control | Specifică fișierele de intrare și ieșire pentru datele de plasă și datele de control ale analizei |
hinge.cnt | Date de control ale analizei | Definește tipul analizei, condițiile la limită de deplasare, sarcinile concentrate etc. și specifică, de asemenea, controlul solverului și al vizualizatorului |
hinge.msh | Date de plasă | Definește plasa cu elemente finite și datele de material și de secțiune asociate |
sunt prezente.
Ieșire:
Efectuați o analiză de tensiuni în care deplasarea suprafețelor constrânse prezentate în Figura 4.1.1 este blocată și se aplică o sarcină concentrată pe suprafața de încărcare. Datele generale de control și datele de control ale analizei sunt prezentate mai jos.
Date generale de control hecmw_ctrl.dat¶
Acest fișier specifică fișierele de intrare și ieșire pentru datele de plasă și datele de control ale analizei.
#
# pentru solver
#
!MESH, NAME=fstrMSH, TYPE=HECMW-ENTIRE # Specificați un singur fișier de date de plasă
hinge.msh
!CONTROL, NAME=fstrCNT # Specificați datele de control ale analizei
hinge.cnt
!RESULT, NAME=fstrRES, IO=OUT # Specificați datele rezultatelor
hinge.res
!RESULT, NAME=vis_out, IO=OUT # Specificați datele de vizualizare
hinge_vis
Date de control ale analizei hinge.cnt¶
Acest fișier definește tipul analizei, condițiile la limită de deplasare, sarcinile concentrate etc. și specifică, de asemenea, controlul solverului și al vizualizatorului.
# Fișier de control pentru FISTR
## Controlul analizei
!VERSION # Specificați versiunea formatului de fișier
3
!SOLUTION, TYPE=STATIC # Specificați tipul analizei
!WRITE,RESULT # Specificați ieșirea datelor de rezultat
!WRITE,VISUAL # Specificați ieșirea datelor de vizualizare
## Controlul solverului
### Condiție la limită
!BOUNDARY
BND0, 1, 3, 0.000000 # Specificați suprafața constrânsă 1
!BOUNDARY
BND1, 1, 3, 0.000000 # Specificați suprafața constrânsă 2
!CLOAD
CL0, 1, 0.01000 # Specificați suprafața de încărcare
### Material
!MATERIAL, NAME=STEEL # Specificați proprietățile materialului
!ELASTIC # Definiți materialul elastic
210000.0, 0.3
!DENSITY # Definiți densitatea masică
7.85e-6
### Setările solverului
!SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1,ITERLOG=YES,TIMELOG=YES # Controlați solverul
10000, 1
1.0e-08, 1.0, 0.0
## Controlul postprocesării
!VISUAL,method=PSR # Specificați metoda de vizualizare
!surface_num=1 # Numărul de suprafețe într-o randare de suprafață (1 randare)
!surface 1 # Specificați conținutul suprafeței
!output_type=VTK # Specificați tipul fișierului de vizualizare
!END # Indicați sfârșitul datelor de control ale analizei
Date de plasă¶
Acest fișier definește plasa cu elemente finite și datele de material și de secțiune asociate.
(Doar un 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 de analiză¶
Executați comanda FrontISTR fistr1.
(Execuție cu 4 fire de execuție)
##################################################################
# 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 este finalizată când este afișat FrontISTR Completed !!.
Rezultatele analizei¶
La finalizarea analizei sunt create mai multe fișiere noi.
Ieșire:
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
Fișierele *.res.* sunt date de rezultat și conțin rezultatele analizei FrontISTR. Acestea pot fi afișate cu REVOCAP_PrePost și instrumente similare.
Fișierele *_vis_* sunt date de vizualizare și pot fi afișate cu software de vizualizare de uz general. În acest exemplu, datele sunt generate în format VTK, astfel încât pentru afișare se utilizează ParaView sau un software similar.
O diagramă de contur a tensiunii von Mises creată cu REVOCAP_PrePost este prezentată în Figura 4.1.3. De asemenea, ca date numerice ale rezultatelor analizei, mai jos este prezentat un fragment din fișierul jurnal al rezultatelor analizei.
Figura 4.1.3 Rezultatul analizei pentru tensiunea von Mises
Jurnalul rezultatelor analizei 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