Tiesinė statinė analizė (tamprumas)¶
Šiai analizei naudokite tutorial/01_elastic_hinge duomenis.
Analizės objektas¶
Analizės objektas yra lanksto detalė. Jos geometrija parodyta 4.1.1 pav., o tinklo duomenys — 4.1.2 pav.
| Elementas | Turinys | Pastabos | Nuoroda |
|---|---|---|---|
| Analizės tipas | Tiesinė statinė analizė | !SOLUTION,TYPE=STATIC | |
| Mazgų skaičius | 84,056 | ||
| Elementų skaičius | 49,871 | ||
| Elemento tipas | 10 mazgų kvadratinis tetraedrinis elementas | !ELEMENT,TYPE=342 | Elementų biblioteka |
| Medžiagos pavadinimas | STEEL | !MATERIAL,NAME=STEEL | Medžiagos duomenys |
| Medžiagos savybė | ELASTIC | !ELASTIC | |
| Kraštinė sąlyga | Įtvirtinimas, sutelktoji apkrova | ||
| Matricos sprendiklis | CG/SSOR | !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1 |
4.1.1 pav. Lanksto detalės forma
4.1.2 pav. Lanksto detalės tinklo duomenys
Analizės paruošimas¶
Išskleiskite FrontISTR pirminį kodą, pereikite į šio pavyzdžio katalogą ir patikrinkite, ar yra šie analizei reikalingi failai
| Failo pavadinimas | Tipas | Paskirtis |
|---|---|---|
hecmw_ctrl.dat | Bendrieji valdymo duomenys | Nurodo tinklo duomenų ir analizės valdymo duomenų įvesties bei išvesties failus |
hinge.cnt | Analizės valdymo duomenys | Apibrėžia analizės tipą, poslinkio kraštines sąlygas, sutelktąsias apkrovas ir kt., taip pat nurodo sprendiklio ir vizualizatoriaus valdymą |
hinge.msh | Tinklo duomenys | Apibrėžia baigtinių elementų tinklą ir jo medžiagos bei skerspjūvio duomenis |
turi būti.
Išvestis:
Atlikite įtempių analizę, kurioje apribojami 4.1.1 pav. parodytų įtvirtintų paviršių poslinkiai ir apkrovos paviršiui taikoma sutelktoji apkrova. Bendrieji valdymo duomenys ir analizės valdymo duomenys pateikti toliau.
Bendrieji valdymo duomenys hecmw_ctrl.dat¶
Šiame faile nurodomi tinklo duomenų ir analizės valdymo duomenų įvesties bei išvesties failai.
#
# for solver
#
!MESH, NAME=fstrMSH, TYPE=HECMW-ENTIRE # Nurodyti vieną tinklo duomenų failą
hinge.msh
!CONTROL, NAME=fstrCNT # Nurodyti analizės valdymo duomenis
hinge.cnt
!RESULT, NAME=fstrRES, IO=OUT # Nurodyti rezultatų duomenis
hinge.res
!RESULT, NAME=vis_out, IO=OUT # Nurodyti vizualizacijos duomenis
hinge_vis
Analizės valdymo duomenys hinge.cnt¶
Šiame faile apibrėžiami analizės tipas, poslinkio kraštinės sąlygos, sutelktosios apkrovos ir kt., taip pat nurodomas sprendiklio ir vizualizatoriaus valdymas.
# Control File for FISTR
## Analysis Control
!VERSION # Nurodyti failo formato versiją
3
!SOLUTION, TYPE=STATIC # Nurodyti analizės tipą
!WRITE,RESULT # Nurodyti rezultatų duomenų išvestį
!WRITE,VISUAL # Nurodyti vizualizacijos duomenų išvestį
## Solver Control
### Boundary Condition
!BOUNDARY
BND0, 1, 3, 0.000000 # Nurodyti įtvirtintą paviršių 1
!BOUNDARY
BND1, 1, 3, 0.000000 # Nurodyti įtvirtintą paviršių 2
!CLOAD
CL0, 1, 0.01000 # Nurodyti apkrovos paviršių
### Material
!MATERIAL, NAME=STEEL # Nurodyti medžiagos savybes
!ELASTIC # Apibrėžti tampriąją medžiagą
210000.0, 0.3
!DENSITY # Apibrėžti masės tankį
7.85e-6
### Solver Setting
!SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1,ITERLOG=YES,TIMELOG=YES # Valdyti sprendiklį
10000, 1
1.0e-08, 1.0, 0.0
## Post Control
!VISUAL,method=PSR # Nurodyti vizualizacijos metodą
!surface_num=1 # Paviršių skaičius viename paviršiaus atvaizdavime
!surface 1 # Nurodyti paviršiaus turinį
!output_type=VTK # Nurodyti vizualizacijos failo tipą
!END # Nurodyti analizės valdymo duomenų pabaigą
Tinklo duomenys¶
Šiame faile apibrėžiamas baigtinių elementų tinklas ir jo medžiagos bei skerspjūvio duomenys.
(Tik ištrauka)
!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
Analizės procedūra¶
Paleiskite FrontISTR vykdomąjį failą fistr1.
(Vykdyti 4 gijomis)
##################################################################
# 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 !!
Analizė baigta, kai parodoma FrontISTR Completed !!.
Analizės rezultatai¶
Baigus analizę, sukuriami keli nauji failai.
Išvestis:
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.* failai yra rezultatų duomenys, kuriuose yra FrontISTR analizės rezultatai. Juos galima rodyti naudojant REVOCAP_PrePost ir panašius įrankius.
*_vis_* failai yra vizualizacijos duomenys, kuriuos galima rodyti bendrosios paskirties vizualizavimo programine įranga. Šiame pavyzdyje duomenys išvedami VTK formatu, todėl jiems rodyti naudokite ParaView ar panašią programinę įrangą.
REVOCAP_PrePost sukurta von Mises įtempių kontūrų diagrama parodyta 4.1.3 pav. Toliau taip pat pateikiama dalis analizės rezultatų žurnalo failo kaip analizės rezultatų skaitiniai duomenys.
4.1.3 pav. von Mises įtempių analizės rezultatas
Analizės rezultatų žurnalas 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