Lineārā statiskā analīze (elastība)¶
Šai analīzei izmantojiet datus direktorijā tutorial/01_elastic_hinge.
Analīzes objekts¶
Analīzes objekts ir eņģes detaļa. Tās ģeometrija parādīta 4.1.1. attēlā, bet tīkla dati — 4.1.2. attēlā.
| Vienums | Apraksts | Piezīmes | Atsauce |
|---|---|---|---|
| Analīzes tips | Lineārā statiskā analīze | !SOLUTION,TYPE=STATIC | |
| Mezglu skaits | 84,056 | ||
| Elementu skaits | 49,871 | ||
| Elementa tips | 10 mezglu kvadrātisks tetraedrisks elements | !ELEMENT,TYPE=342 | Elementu bibliotēka |
| Materiāla nosaukums | STEEL | !MATERIAL,NAME=STEEL | Materiālu dati |
| Materiāla īpašība | ELASTIC | !ELASTIC | |
| Robežnosacījums | Nostiprinājums, koncentrēta slodze | ||
| Matricas risinātājs | CG/SSOR | !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1 |
4.1.1. attēls Eņģes detaļas forma
4.1.2. attēls Eņģes detaļas tīkla dati
Analīzes sagatavošana¶
Izpakojiet FrontISTR pirmkodu, pārejiet uz šā piemēra direktoriju un pārbaudiet, vai ir pieejami šādi analīzei nepieciešamie faili
| Faila nosaukums | Tips | Loma |
|---|---|---|
hecmw_ctrl.dat | Vispārējie vadības dati | Norāda tīkla datu un analīzes vadības datu ievades un izvades failus |
hinge.cnt | Analīzes vadības dati | Definē analīzes tipu, pārvietojuma robežnosacījumus, koncentrētās slodzes u. c., kā arī norāda risinātāja un vizualizatora vadību |
hinge.msh | Tīkla dati | Definē galīgo elementu tīklu un tā materiāla un sekciju datus |
ir pieejami.
Izvade:
Veiciet spriegumu analīzi, kurā tiek ierobežots 4.1.1. attēlā parādīto nostiprināto virsmu pārvietojums un slodzes virsmai tiek pielietota koncentrēta slodze. Vispārējie vadības dati un analīzes vadības dati parādīti tālāk.
Vispārējie vadības dati hecmw_ctrl.dat¶
Šajā failā norāda tīkla datu un analīzes vadības datu ievades un izvades failus.
#
# for solver
#
!MESH, NAME=fstrMSH, TYPE=HECMW-ENTIRE # Norādiet vienu tīkla datu failu
hinge.msh
!CONTROL, NAME=fstrCNT # Norādiet analīzes vadības datus
hinge.cnt
!RESULT, NAME=fstrRES, IO=OUT # Norādiet rezultātu datus
hinge.res
!RESULT, NAME=vis_out, IO=OUT # Norādiet vizualizācijas datus
hinge_vis
Analīzes vadības dati hinge.cnt¶
Šajā failā definē analīzes tipu, pārvietojuma robežnosacījumus, koncentrētās slodzes u. c., kā arī norāda risinātāja un vizualizatora vadību.
# Control File for FISTR
## Analysis Control
!VERSION # Norādiet faila formāta versiju
3
!SOLUTION, TYPE=STATIC # Norādiet analīzes tipu
!WRITE,RESULT # Norādiet rezultātu datu izvadi
!WRITE,VISUAL # Norādiet vizualizācijas datu izvadi
## Solver Control
### Boundary Condition
!BOUNDARY
BND0, 1, 3, 0.000000 # Norādiet nostiprināto virsmu 1
!BOUNDARY
BND1, 1, 3, 0.000000 # Norādiet nostiprināto virsmu 2
!CLOAD
CL0, 1, 0.01000 # Norādiet slodzes virsmu
### Material
!MATERIAL, NAME=STEEL # Norādiet materiāla īpašības
!ELASTIC # Definējiet elastīgo materiālu
210000.0, 0.3
!DENSITY # Definējiet masas blīvumu
7.85e-6
### Solver Setting
!SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1,ITERLOG=YES,TIMELOG=YES # Vadiet risinātāju
10000, 1
1.0e-08, 1.0, 0.0
## Post Control
!VISUAL,method=PSR # Norādiet vizualizācijas metodi
!surface_num=1 # Virsmu skaits vienā virsmas renderēšanā
!surface 1 # Norādiet virsmas saturu
!output_type=VTK # Norādiet vizualizācijas faila tipu
!END # Norādiet analīzes vadības datu beigas
Tīkla dati¶
Šajā failā definē galīgo elementu tīklu un tā materiāla un sekciju datus.
(Tikai fragments)
!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
Analīzes procedūra¶
Palaidiet FrontISTR izpildāmo failu fistr1.
(Palaidiet ar 4 pavedieniem)
##################################################################
# 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 !!
Analīze ir pabeigta, kad tiek parādīts FrontISTR Completed !!.
Analīzes rezultāti¶
Kad analīze ir pabeigta, tiek izveidoti vairāki jauni faili.
Izvade:
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.* faili ir rezultātu dati, kas satur FrontISTR analīzes rezultātus. Tos var attēlot ar REVOCAP_PrePost un līdzīgiem rīkiem.
*_vis_* faili ir vizualizācijas dati, ko var attēlot ar vispārējas nozīmes vizualizācijas programmatūru. Šajā piemērā dati tiek izvadīti VTK formātā, tādēļ to attēlošanai izmantojiet ParaView vai līdzīgu programmatūru.
Ar REVOCAP_PrePost izveidotais fon Mizesa sprieguma kontūru attēls parādīts 4.1.3. attēlā. Tālāk kā analīzes rezultātu skaitliskie dati parādīta arī daļa no analīzes rezultātu žurnālfaila.
4.1.3. attēls Fon Mizesa sprieguma analīzes rezultāts
Analīzes rezultātu žurnāls 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