Bỏ qua

Phân tích tĩnh mô hình khuôn quy mô lớn

Đây là một trường hợp phân tích tĩnh tuyến tính trong đó áp suất phân bố đều được đặt lên cụm khuôn. Có 4 loại lưới sử dụng phần tử tứ diện bậc 2, từ khoảng 1 triệu nút đến khoảng 210 triệu nút.

Mô hình lớn nhất Mold_200mil đã được chạy trên 13 nút với 208 tiến trình, và có thể dùng làm trường hợp minh họa quy mô mà FrontISTR có thể xử lý đối với mô hình có hình dạng được sử dụng trong thực tế. 4 loại này có cùng hình dạng, vật liệu và điều kiện biên, chỉ khác độ mịn của lưới, vì vậy cũng có thể so sánh ảnh hưởng của quy mô đến độ chính xác và tài nguyên tính toán.

Hình dạng tổng thể, phần dưới và mặt cắt của mô hình khuôn

Hình 1. Cụm khuôn: toàn bộ chi tiết, các chi tiết phía dưới và mặt cắt.

Mô hình phân tích

4 loại mô hình có cùng hình dạng, vật liệu và điều kiện biên, nhưng khác độ mịn của lưới.

Hạng mục Nội dung
Hình dạng và liên kết Cụm khuôn. Các chi tiết được kết nối bằng các nút dùng chung
Phần tử Phần tử tứ diện bậc 2
Vật liệu Structural Steel, vật liệu đàn hồi tuyến tính. Mô đun Young 200 GPa, hệ số Poisson 0.3
Tải trọng Áp suất phân bố đều 1 MPa trên mặt trên (nhóm mặt PRESSURE1)
Ràng buộc Cố định 3 thành phần chuyển vị tịnh tiến của mặt dưới (nhóm nút CONSTRAINT1)

Vị trí tải trọng, ràng buộc của khuôn và nhóm mặt phần tử trên bề mặt sản phẩm

Hình 2. Tải áp suất, ràng buộc chuyển vị và các nhóm bề mặt sản phẩm.

Kết quả phân tích

Chuyển vị và ứng suất theo quy mô lưới

Tên mô hình Chuyển vị Z nhỏ nhất (mm) Ứng suất Mises lớn nhất, giá trị nút (MPa) Ứng suất Mises lớn nhất, giá trị phần tử (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

Khi lưới được làm mịn, mức thay đổi của chuyển vị Z nhỏ nhất giảm dần; chênh lệch giữa 2 quy mô cuối là 0.0007 mm theo các giá trị hiển thị trong bảng. Trong khi đó, ứng suất Mises lớn nhất tiếp tục tăng đối với cả giá trị nút và giá trị phần tử. Để xác định ứng suất có hội tụ hay có điểm kỳ dị hay không, cần kiểm tra vị trí của giá trị lớn nhất cùng hình dạng và điều kiện biên xung quanh.

Mold_001mil Mold_011mil
Ảnh phóng to ứng suất Mises: Mold_001mil Ảnh phóng to ứng suất Mises: Mold_011mil
Mold_055mil Mold_200mil
Ảnh phóng to ứng suất Mises: Mold_055mil Ảnh phóng to ứng suất Mises: Mold_200mil
Hình 3. Lưới và ứng suất von Mises tại nút cho bốn quy mô mô hình (MPa).

Hình 3 hiển thị các giá trị ngoại suy tại nút (NodalMISES), với chú giải được cố định ở 0–50 MPa trong tất cả các hình. Có thể so sánh sự khác biệt của lưới từ các cạnh phần tử.

Bản ghi chạy quy mô lớn

Vào tháng 7 năm 2020, tính toán được thực hiện bằng FrontISTR 5.1.0, sử dụng phương pháp CG, ngưỡng hội tụ 1.0E-06 và số lần lặp tối đa 100,000. Môi trường chạy là cụm PC; mỗi nút được trang bị 2 bộ xử lý Xeon E5-2670 (2.6 GHz, 8 lõi), bộ nhớ 128 GB và kết nối bằng InfiniBand FDR. Phương thức song song là Flat MPI (1 tiến trình, 1 luồng).

Tên mô hình Số tiến trình MPI (số nút) Tiền điều kiện Số lần lặp Thời gian bộ giải (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) Scaling đường chéo 92,626 96,969.34

Thời gian là giá trị solve trong nhật ký chạy. Khi dùng AMG, Mold_200mil bị thiếu bộ nhớ ngay cả với 13 nút, vì vậy tiền điều kiện được đổi sang scaling đường chéo; số lần lặp là 92,626 và thời gian tính toán khoảng 27 giờ.

Dữ liệu phân tích

Tên mô hình Số nút Số phần tử Dung lượng nén Tải xuống
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 phần (bên dưới)

Phiên bản dữ liệu là 1.0.0.

Tải Mold_200mil

Do Mold_200mil vượt quá giới hạn cho 1 tệp (5 GB), dữ liệu được đăng ký thành 5 phần, mỗi phần 2 GiB. Tải tất cả các tệp vào cùng một thư mục rồi nối chúng lại.

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

SHA-256 của tệp sau khi nối là c67d5b8990302c84103de7e8a2848449f0035f7813cd122fb443e206f38b8606.

Tài liệu tham khảo

Đóng góp

  • Tạo CAD và dữ liệu đầu vào: TechnoStar
  • Chuyển đổi sang FrontISTR và phân tích song song: ông Yamaguchi, ông Inagaki