Към съдържанието

Примери с реални модели за еластичен статичен анализ

Модел за анализ

Таблица 9.2.1 съдържа примери за верификация с реални модели при еластичен статичен анализ. Формите на моделите, с някои изключения, са показани и на фигури 9.2.1 до 9.2.5. За изпълнение на примерите с типове елементи 731 и 741 е необходим отделен директен решател.

Таблица 9.2.1 Примери за верификация с реални модели при еластичен статичен анализ
Име на случая Тип елемент Модел за верификация Брой възли Степени на свобода
EX01A 342 Биела (100 000 възела) 94,074 282,222
EX01B 342 Биела (330 000 възела) 331,142 993,426
EX02 361 Блок с отвор 37,386 112,158
EX03 342 Турбинна лопатка 10,095 30,285
EX04 741 Цилиндрична черупка 10,100 60,600
EX05A 731 Чаша за вино (груба мрежа) 7,240 43,440
EX05B 731 Чаша за вино (средна мрежа) 48,803 292,818
EX05C 731 Чаша за вино (фина мрежа) 100,602 603,612

Биела (EX01A)

Фигура 9.2.1 Биела (EX01A)

Блок с отвор (EX02)

Фигура 9.2.2 Блок с отвор (EX02)

Турбинна лопатка (EX03, EX06)

Фигура 9.2.3 Турбинна лопатка (EX03, EX06)

Цилиндрична черупка (EX04, EX09)

Фигура 9.2.4 Цилиндрична черупка (EX04, EX09)

Чаша за вино (EX05, EX10A)

Фигура 9.2.5 Чаша за вино (EX05, EX10A)

Резултати от анализа

Примерни резултати от анализа

Примери за резултати от анализа са показани на фигури 9.2.6 до 9.2.9.

Резултат от анализа EX01A (напрежение по Мизес и деформирана форма (10x))

Фигура 9.2.6 Резултат от анализа EX01A (напрежение по Мизес и деформирана форма (10x))

Резултат от анализа EX02 (напрежение по Мизес и деформирана форма (100x))

Фигура 9.2.7 Резултат от анализа EX02 (напрежение по Мизес и деформирана форма (100x))

Резултат от анализа EX03 (деформирана форма (10x))

Фигура 9.2.8 Резултат от анализа EX03 (деформирана форма (10x))

Резултат от анализа EX04 (деформирана форма (100x))

Фигура 9.2.9 Резултат от анализа EX04 (деформирана форма (100x))

Резултати от проверката на производителността на анализа с пример EX02

Извършен е анализ с универсален комерсиален софтуер, използвайки модел, еквивалентен на верификационния модел EX02 — блок с отвор. Фигура 9.2.10 показва сравнение на максималните и минималните стойности на компонентите на напрежението с тези от FrontISTR. Фигурата показва, че компонентите на напрежението съвпадат много добре.

След това е изследвано влиянието на разделянето на области върху разпределението на напрежението. Разделянето на области е извършено по метода RCB, като моделът е разделен на две във всяко от направленията X, Y и Z, общо на осем области. Фигура 9.2.11 показва разделянето. Фигура 9.2.12 показва разпределенията на напрежението от анализи с една област и с осем разделени области.

Сравнение на компонентите на напрежението в EX02 с универсален софтуер

Фигура 9.2.10 Сравнение на компонентите на напрежението в EX02 с универсален софтуер

EX02, разделен на осем области по метода RCB

Фигура 9.2.11 EX02, разделен на осем области по метода RCB

Разлика в разпределението на напрежението по Мизес вследствие на разделянето на области

Фигура 9.2.12 Разлика в разпределението на напрежението по Мизес вследствие на разделянето на области

Фигура 9.2.12 не показва разлика между двата резултата; те съвпадат напълно.

Таблица 9.2.2 сравнява времената за изпълнение при използваните настройки на решателя HEC-MW. Фигура 9.2.13 показва също историята на сходимостта до получаване на решението.

Таблица 9.2.2 Сравнение на времената за изпълнение с решатели HEC-MW
Решател Време за изпълнение (s)
CGI 38.79
CGscale 52.75
BCGS 60.79
CG8 6.65

Сравнение на историята на сходимостта с решатели HEC-MW (праг на сходимост: 1.0x10^-8^)

Фигура 9.2.13 Сравнение на историята на сходимостта с решатели HEC-MW (праг на сходимост: 1.0x10^-8^)

Сравнение на времето за изчисление с верификационен пример EX01A

С помощта на верификационния пример EX01A (биела) е оценено ускорението на изчислението чрез разделяне на области. За изчислението е използван клъстерен компютър с 24 възела и процесори Xeon 2.8 GHz. Резултатите са показани на фигура 9.2.14. Фигурата показва, че скоростта на изчисление нараства пропорционално на броя на областите.

Изследвани са и разликите във времето за изчисление в зависимост от компютърната среда. Резултатите са показани в таблица 9.2.3.

Ефект на ускорение чрез разделяне на области

Фигура 9.2.14 Ефект на ускорение чрез разделяне на области
Таблица 9.2.3 Сравнение на времената за изчисление по компютри (1 CPU)
CPU Честота [GHz] OS CPU време [sec] време на решателя [sec]
Xeon 2.8 Linux 850 817
Pentium III 0.866 Win2000 2008 1980
Pentium M 0.760 WinXP 1096 1070
Pentium 4 2.0 WinXP 802 785
Pentium 4 2.8 WinXP 738 718
Celeron 0.700 Win2000 2252 2215
Pentium 4 2.4 WinXP 830 804
AI-assisted translation May contain errors Official docs Status