रैखिक स्थैतिक विश्लेषण (प्रत्यास्थता)¶
इस विश्लेषण के लिए tutorial/01_elastic_hinge के डेटा का उपयोग किया जाता है।
विश्लेषण लक्ष्य¶
विश्लेषण लक्ष्य एक hinge भाग है। इसकी ज्यामिति चित्र 4.1.1 में और मेश डेटा चित्र 4.1.2 में दिखाया गया है।
| मद | विवरण | टिप्पणियाँ | संदर्भ |
|---|---|---|---|
| विश्लेषण प्रकार | रैखिक स्थैतिक विश्लेषण | !SOLUTION,TYPE=STATIC | |
| नोडों की संख्या | 84,056 | ||
| एलिमेंटों की संख्या | 49,871 | ||
| एलिमेंट प्रकार | 10-नोड द्विघात टेट्राहेड्रल एलिमेंट | !ELEMENT,TYPE=342 | एलिमेंट लाइब्रेरी |
| सामग्री गुण नाम | STEEL | !MATERIAL,NAME=STEEL | सामग्री डेटा |
| सामग्री व्यवहार | ELASTIC | !ELASTIC | |
| सीमा शर्तें | प्रतिबंध, केंद्रित भार | ||
| मैट्रिक्स सॉल्वर | CG/SSOR | !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1 |
चित्र 4.1.1 hinge भाग की ज्यामिति
चित्र 4.1.2 hinge भाग का मेश डेटा
विश्लेषण विवरण¶
FrontISTR स्रोत कोड निकालें, इस उदाहरण की डायरेक्टरी में जाएँ और जाँचें कि विश्लेषण के लिए आवश्यक फ़ाइलें
| फ़ाइल नाम | प्रकार | भूमिका |
|---|---|---|
hecmw_ctrl.dat |
समग्र नियंत्रण डेटा | मेश डेटा और विश्लेषण नियंत्रण डेटा की इनपुट/आउटपुट फ़ाइलें निर्दिष्ट करता है |
hinge.cnt |
विश्लेषण नियंत्रण डेटा | विश्लेषण प्रकार, विस्थापन सीमा शर्तें, केंद्रित भार आदि परिभाषित करता है और सॉल्वर तथा विज़ुअलाइज़र नियंत्रण निर्दिष्ट करता है |
hinge.msh |
मेश डेटा | परिमित तत्व मेश, सामग्री डेटा और सेक्शन डेटा परिभाषित करता है |
मौजूद हैं।
आउटपुट:
चित्र 4.1.1 में दिखाई गई प्रतिबंधित सतहों के विस्थापन को प्रतिबंधित करके और लोडिंग सतह पर केंद्रित भार लगाकर तनाव विश्लेषण किया जाता है। समग्र नियंत्रण डेटा और विश्लेषण नियंत्रण डेटा नीचे दिए गए हैं।
समग्र नियंत्रण डेटा hecmw_ctrl.dat¶
मेश डेटा और विश्लेषण नियंत्रण डेटा की इनपुट/आउटपुट फ़ाइलें निर्दिष्ट करता है।
#
# for solver
#
!MESH, NAME=fstrMSH, TYPE=HECMW-ENTIRE # एकल मेश डेटा निर्दिष्ट करें
hinge.msh
!CONTROL, NAME=fstrCNT # विश्लेषण नियंत्रण डेटा निर्दिष्ट करें
hinge.cnt
!RESULT, NAME=fstrRES, IO=OUT # परिणाम डेटा निर्दिष्ट करें
hinge.res
!RESULT, NAME=vis_out, IO=OUT # विज़ुअलाइज़ेशन डेटा निर्दिष्ट करें
hinge_vis
विश्लेषण नियंत्रण डेटा hinge.cnt¶
विश्लेषण प्रकार, विस्थापन सीमा शर्तें, केंद्रित भार आदि परिभाषित करता है और सॉल्वर तथा विज़ुअलाइज़र नियंत्रण भी निर्दिष्ट करता है।
# Control File for FISTR
## Analysis Control
!VERSION # फ़ाइल-प्रारूप संस्करण निर्दिष्ट करें
3
!SOLUTION, TYPE=STATIC # विश्लेषण प्रकार निर्दिष्ट करें
!WRITE,RESULT # परिणाम-डेटा आउटपुट निर्दिष्ट करें
!WRITE,VISUAL # विज़ुअलाइज़ेशन-डेटा आउटपुट निर्दिष्ट करें
## Solver Control
### Boundary Condition
!BOUNDARY
BND0, 1, 3, 0.000000 # प्रतिबंधित सतह 1 निर्दिष्ट करें
!BOUNDARY
BND1, 1, 3, 0.000000 # प्रतिबंधित सतह 2 निर्दिष्ट करें
!CLOAD
CL0, 1, 0.01000 # लोडिंग सतह निर्दिष्ट करें
### Material
!MATERIAL, NAME=STEEL # सामग्री गुण निर्दिष्ट करें
!ELASTIC # प्रत्यास्थ सामग्री परिभाषित करें
210000.0, 0.3
!DENSITY # द्रव्यमान घनत्व परिभाषित करें
7.85e-6
### Solver Setting
!SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1,ITERLOG=YES,TIMELOG=YES # सॉल्वर नियंत्रण
10000, 1
1.0e-08, 1.0, 0.0
## Post Control
!VISUAL,method=PSR # विज़ुअलाइज़ेशन विधि निर्दिष्ट करें
!surface_num=1 # एक surface rendering में सतहों की संख्या
!surface 1 # सतह की सामग्री निर्दिष्ट करें
!output_type=VTK # विज़ुअलाइज़ेशन फ़ाइल प्रकार निर्दिष्ट करें
!END # विश्लेषण नियंत्रण डेटा का अंत दर्शाता है
मेश डेटा¶
परिमित तत्व मेश तथा उसकी सामग्री और सेक्शन डेटा परिभाषित करता है।
(अंश)
!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
विश्लेषण प्रक्रिया¶
FrontISTR निष्पादन कमांड fistr1 चलाएँ।
(4 थ्रेड के साथ चलाएँ)
##################################################################
# 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 !!
FrontISTR Completed !! प्रदर्शित होने पर विश्लेषण पूर्ण है।
विश्लेषण परिणाम¶
विश्लेषण पूरा होने पर कई नई फ़ाइलें बनती हैं।
आउटपुट:
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
*.res.* फ़ाइलें परिणाम डेटा हैं जिनमें FrontISTR विश्लेषण परिणाम संग्रहीत होते हैं। इन्हें REVOCAP_PrePost आदि से प्रदर्शित किया जा सकता है।
*_vis_* फ़ाइलें विज़ुअलाइज़ेशन डेटा हैं और सामान्य विज़ुअलाइज़ेशन सॉफ़्टवेयर से प्रदर्शित की जा सकती हैं। इस उदाहरण में आउटपुट VTK प्रारूप में है, इसलिए इसे ParaView या समान सॉफ़्टवेयर से देखा जा सकता है।
REVOCAP_PrePost से बनाया गया von Mises तनाव contour plot चित्र 4.1.3 में दिखाया गया है। इसके अतिरिक्त, विश्लेषण परिणामों के संख्यात्मक डेटा के रूप में विश्लेषण परिणाम लॉग फ़ाइल का एक भाग नीचे दिखाया गया है।
चित्र 4.1.3 von Mises तनाव विश्लेषण परिणाम
विश्लेषण परिणाम लॉग 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