Anàlisi estàtica lineal (elasticitat)¶
Per dur a terme aquesta anàlisi, utilitzeu les dades de tutorial/01_elastic_hinge.
Objecte de l’anàlisi¶
L’objecte de l’anàlisi és una peça de frontissa. La seva forma es mostra a la figura 4.1.1 i les dades de malla a la figura 4.1.2.
| Element | Contingut | Notes | Referència |
|---|---|---|---|
| Tipus d’anàlisi | Anàlisi estàtica lineal | !SOLUTION,TYPE=STATIC | |
| Nombre de nodes | 84,056 | ||
| Nombre d’elements | 49,871 | ||
| Tipus d’element | Element tetraèdric quadràtic de 10 nodes | !ELEMENT,TYPE=342 | Biblioteca d’elements |
| Nom de propietat del material | STEEL | !MATERIAL,NAME=STEEL | Dades del material |
| Propietat del material | ELASTIC | !ELASTIC | |
| Condicions de contorn | Restricció, càrrega concentrada | ||
| Mètode de resolució matricial | CG/SSOR | !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1 |
Figura 4.1.1 Forma de la peça de frontissa
Figura 4.1.2 Dades de malla de la peça de frontissa
Configuració de l’anàlisi¶
Descomprimiu el codi font de FrontISTR, aneu al directori d’aquest exemple i comproveu que hi hagi els fitxers necessaris per a l’anàlisi
| Nom del fitxer | Tipus | Funció |
|---|---|---|
hecmw_ctrl.dat | Dades de control global | Especifica els fitxers d’entrada i sortida de les dades de malla i de les dades de control de l’anàlisi |
hinge.cnt | Dades de control de l’anàlisi | Defineix el tipus d’anàlisi, les condicions de contorn de desplaçament, les càrregues concentrades, etc., i també especifica el control del solucionador i del visualitzador |
hinge.msh | Dades de malla | Defineix la malla d’elements finits i les dades de material i de secció corresponents |
.
Resultat de l’execució:
Es realitza una anàlisi de tensions restringint el desplaçament de les superfícies de restricció mostrades a la figura 4.1.1 i aplicant una càrrega concentrada a la superfície de càrrega. A continuació es mostren les dades de control global i les dades de control de l’anàlisi.
Dades de control global hecmw_ctrl.dat¶
Especifica els fitxers d’entrada i sortida de les dades de malla i de les dades de control de l’anàlisi.
#
# for solver
#
!MESH, NAME=fstrMSH, TYPE=HECMW-ENTIRE # Especifica un únic fitxer de dades de malla
hinge.msh
!CONTROL, NAME=fstrCNT # Especifica les dades de control de l’anàlisi
hinge.cnt
!RESULT, NAME=fstrRES, IO=OUT # Especifica les dades de resultats
hinge.res
!RESULT, NAME=vis_out, IO=OUT # Especifica les dades de visualització
hinge_vis
Dades de control de l’anàlisi hinge.cnt¶
Defineix el tipus d’anàlisi, les condicions de contorn de desplaçament, les càrregues concentrades, etc., i també especifica el control del solucionador i del visualitzador.
# Control File for FISTR
## Analysis Control
!VERSION # Especifica la versió del format del fitxer
3
!SOLUTION, TYPE=STATIC # Especifica el tipus d’anàlisi
!WRITE,RESULT # Especifica la sortida de dades de resultats
!WRITE,VISUAL # Especifica la sortida de dades de visualització
## Solver Control
### Boundary Condition
!BOUNDARY
BND0, 1, 3, 0.000000 # Especifica la superfície de restricció 1
!BOUNDARY
BND1, 1, 3, 0.000000 # Especifica la superfície de restricció 2
!CLOAD
CL0, 1, 0.01000 # Especifica la superfície de càrrega
### Material
!MATERIAL, NAME=STEEL # Especifica les propietats del material
!ELASTIC # Defineix el material elàstic
210000.0, 0.3
!DENSITY # Defineix la densitat de massa
7.85e-6
### Solver Setting
!SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1,ITERLOG=YES,TIMELOG=YES # Controla el solucionador
10000, 1
1.0e-08, 1.0, 0.0
## Post Control
!VISUAL,method=PSR # Especifica el mètode de visualització
!surface_num=1 # Nombre de superfícies en una representació de superfície
!surface 1 # Especifica el contingut de la superfície
!output_type=VTK # Especifica el tipus de fitxer de visualització
!END # Indica el final de les dades de control de l’anàlisi
Dades de malla¶
Defineix la malla d’elements finits i les dades de material i de secció corresponents.
(Només 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
Procediment d’anàlisi¶
Executeu l’ordre de FrontISTR fistr1.
(Execució amb 4 fils)
##################################################################
# 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 !!
L’anàlisi s’ha completat quan es mostra FrontISTR Completed !!.
Resultats de l’anàlisi¶
Quan l’anàlisi acaba, es creen diversos fitxers nous.
Resultat de l’execució:
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
Els fitxers *.res.* són dades de resultats i contenen els resultats de l’anàlisi de FrontISTR. Es poden visualitzar amb REVOCAP_PrePost i eines similars.
Els fitxers *_vis_* són dades de visualització i es poden mostrar amb programari de visualització d’ús general. En aquest exemple, la sortida és en format VTK, de manera que es pot visualitzar amb ParaView o eines similars.
La figura 4.1.3 mostra un diagrama de contorn de la tensió de von Mises creat amb REVOCAP_PrePost. A més, com a dades numèriques dels resultats de l’anàlisi, a continuació es mostra una part del fitxer de registre dels resultats.
Figura 4.1.3 Resultat de l’anàlisi de tensió de von Mises
Registre dels resultats de l’anàlisi 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