Nichtlineare statische Analyse (Hyperelastizität, Teil 1)¶
Für diese Analyse werden die Daten in tutorial/03_hyperelastic_cylinder verwendet.
Analysemodell¶
Das Analysemodell ist ein Achtelmodell eines Rundstabs. Seine Geometrie ist in Abbildung 4.3.1 und die Netzdaten sind in Abbildung 4.3.2 dargestellt.
| Element | Beschreibung | Hinweise | Referenz |
|---|---|---|---|
| Analysetyp | Nichtlineare statische Analyse (Hyperelastizität) | !SOLUTION,TYPE=NLSTATIC | |
| Anzahl der Knoten | 629 | ||
| Anzahl der Elemente | 432 | ||
| Elementtyp | Lineares Hexaederelement mit 8 Knoten | !ELEMENT,TYPE=361 | |
| Materialname | MAT1 | !MATERIAL,NAME=MAT1 | |
| Materialeigenschaft | HYPERELASTIC | !HYPERELASTIC,TYPE=MOONEY-RIVLIN | |
| Randbedingungen | Zwangsbedingungen, vorgeschriebene Verschiebung | ||
| Matrixlöser | CG/SSOR | !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1 |
Abbildung 4.3.1 Geometrie des Rundstabs (1/8-Modell)
Abbildung 4.3.2 Netzdaten des Rundstabs (1/8-Modell)
Analysebeschreibung¶
Eine Spannungsanalyse wird durchgeführt, indem auf den Rundstab eine axiale Zugverschiebung aufgebracht wird. Als konstitutives Modell für das hyperelastische Material wird das Mooney-Rivlin-Modell verwendet. Die Analysesteuerungsdaten sind nachfolgend dargestellt.
Analysesteuerungsdaten cylinder.cnt¶
# Control File for FISTR
## Analysis Control
!VERSION
3
!SOLUTION, TYPE=NLSTATIC
!WRITE,RESULT
!WRITE,VISUAL
## Solver Control
### Boundary Condition
!BOUNDARY, GRPID=1
LOADS, 3, 3, -7.0
FIX, 3, 3, 0.0
XSYMM, 1, 1, 0.0
YSYMM, 2, 2, 0.0
### STEP
!STEP, SUBSTEPS=5, CONVERG=1.0e-5
BOUNDARY, 1
### Material
!MATERIAL, NAME=MAT1
!HYPERELASTIC, TYPE=MOONEY-RIVLIN
0.1486, 0.4849, 0.0789
### Solver Setting
!SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1,ITERLOG=YES,TIMELOG=YES
10000, 1
1.0e-8, 1.0, 0.0
## Post Control
!VISUAL,method=PSR
!surface_num=1
!surface 1
!output_type=VTK
!END
Analyseergebnisse¶
Für die Ergebnisse des fünften Unterschritts zeigt Abbildung 4.3.3 eine mit REVOCAP_PrePost erstellte Darstellung der verformten Gestalt mit Konturen der Mises-Spannung. Als numerische Daten der Analyseergebnisse ist nachfolgend außerdem ein Auszug aus der Analyseergebnis-Protokolldatei dargestellt.
Abbildung 4.3.3 Analyseergebnisse für Verformung und Mises-Spannung
Analyseergebnis-Protokoll 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= 5
##### Local Summary @Node :Max/IdMax/Min/IdMin####
//U1 0.0000E+00 1 -6.7543E-01 90
//U2 0.0000E+00 1 -6.7543E-01 89
//U3 0.0000E+00 1 -7.0000E+00 38
//E11 -1.0781E-01 38 -1.1448E-01 7
//E22 -1.0781E-01 50 -1.1448E-01 13
//E33 2.3916E-01 7 2.2715E-01 50
//E12 8.9609E-04 53 -9.2501E-04 10
//E23 1.0074E-07 38 -2.6232E-03 86
//E31 1.0074E-07 50 -2.6232E-03 93
//S11 2.7292E-03 14 -2.6468E-03 49
//S22 2.7292E-03 6 -2.6468E-03 39
//S33 8.5422E-01 7 8.1021E-01 50
//S12 1.2861E-03 53 -1.3373E-03 10
//S23 1.4289E-07 38 -3.1695E-03 86
//S31 1.4289E-07 50 -3.1695E-03 93
//SMS 8.5307E-01 7 8.1134E-01 50
##### Local Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
//E11 -1.0817E-01 759 -1.1410E-01 354
//E22 -1.0817E-01 768 -1.1410E-01 363
//E33 2.3863E-01 354 2.2766E-01 759
//E12 7.4078E-04 766 -7.5734E-04 360
//E23 -2.5376E-05 753 -2.4790E-03 471
//E31 -2.5376E-05 749 -2.4790E-03 462
//S11 2.8994E-03 363 -2.8080E-03 768
//S22 2.8994E-03 354 -2.8080E-03 759
//S33 8.5295E-01 354 8.1143E-01 759
//S12 1.0634E-03 766 -1.0947E-03 360
//S23 -3.0682E-05 753 -2.9954E-03 471
//S31 -3.0682E-05 749 -2.9954E-03 462
//SMS 8.5118E-01 354 8.1315E-01 759
##### Global Summary @Node :Max/IdMax/Min/IdMin####
//U1 0.0000E+00 1 -6.7543E-01 90
//U2 0.0000E+00 1 -6.7543E-01 89
//U3 0.0000E+00 1 -7.0000E+00 38
//E11 -1.0781E-01 38 -1.1448E-01 7
//E22 -1.0781E-01 50 -1.1448E-01 13
//E33 2.3916E-01 7 2.2715E-01 50
//E12 8.9609E-04 53 -9.2501E-04 10
//E23 1.0074E-07 38 -2.6232E-03 86
//E31 1.0074E-07 50 -2.6232E-03 93
//S11 2.7292E-03 14 -2.6468E-03 49
//S22 2.7292E-03 6 -2.6468E-03 39
//S33 8.5422E-01 7 8.1021E-01 50
//S12 1.2861E-03 53 -1.3373E-03 10
//S23 1.4289E-07 38 -3.1695E-03 86
//S31 1.4289E-07 50 -3.1695E-03 93
//SMS 8.5307E-01 7 8.1134E-01 50
##### Global Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
//E11 -1.0817E-01 759 -1.1410E-01 354
//E22 -1.0817E-01 768 -1.1410E-01 363
//E33 2.3863E-01 354 2.2766E-01 759
//E12 7.4078E-04 766 -7.5734E-04 360
//E23 -2.5376E-05 753 -2.4790E-03 471
//E31 -2.5376E-05 749 -2.4790E-03 462
//S11 2.8994E-03 363 -2.8080E-03 768
//S22 2.8994E-03 354 -2.8080E-03 759
//S33 8.5295E-01 354 8.1143E-01 759
//S12 1.0634E-03 766 -1.0947E-03 360
//S23 -3.0682E-05 753 -2.9954E-03 471
//S31 -3.0682E-05 749 -2.9954E-03 462
//SMS 8.5118E-01 354 8.1315E-01 759