Lineárna statická analýza (elasticita)¶
Pre túto analýzu použite údaje z tutorial/01_elastic_hinge.
Predmet analýzy¶
Predmetom analýzy je súčiastka závesu. Jej geometria je zobrazená na obrázku 4.1.1 a údaje siete na obrázku 4.1.2.
| Položka | Popis | Poznámky | Odkaz |
|---|---|---|---|
| Typ analýzy | Lineárna statická analýza | !SOLUTION,TYPE=STATIC | |
| Počet uzlov | 84,056 | ||
| Počet prvkov | 49,871 | ||
| Typ prvku | 10-uzlový kvadratický tetraedrický prvok | !ELEMENT,TYPE=342 | Knižnica prvkov |
| Názov materiálu | STEEL | !MATERIAL,NAME=STEEL | Materiálové údaje |
| Materiálová vlastnosť | ELASTIC | !ELASTIC | |
| Okrajová podmienka | Upevnenie, sústredené zaťaženie | ||
| Maticový riešič | CG/SSOR | !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1 |
Obrázok 4.1.1 Tvar súčiastky závesu
Obrázok 4.1.2 Údaje siete súčiastky závesu
Nastavenie analýzy¶
Rozbaľte zdrojový kód FrontISTR, prejdite do adresára tohto príkladu a skontrolujte, či sú prítomné nasledujúce súbory potrebné na analýzu
| Názov súboru | Typ | Úloha |
|---|---|---|
hecmw_ctrl.dat | Globálne riadiace údaje | Určuje vstupné a výstupné súbory pre údaje siete a riadiace údaje analýzy |
hinge.cnt | Riadiace údaje analýzy | Definuje typ analýzy, okrajové podmienky posunutia, sústredené zaťaženia atď. a určuje aj riadenie riešiča a vizualizátora |
hinge.msh | Údaje siete | Definuje sieť konečných prvkov a jej údaje o materiáloch a prierezoch |
sú prítomné.
Výstup:
Vykonajte analýzu napätia, pri ktorej sa obmedzí posunutie upevnených plôch zobrazených na obrázku 4.1.1 a na zaťažovanú plochu sa aplikuje sústredené zaťaženie. Globálne riadiace údaje a riadiace údaje analýzy sú uvedené nižšie.
Globálne riadiace údaje hecmw_ctrl.dat¶
Tento súbor určuje vstupné a výstupné súbory pre údaje siete a riadiace údaje analýzy.
#
# for solver
#
!MESH, NAME=fstrMSH, TYPE=HECMW-ENTIRE # Zadajte jeden súbor údajov siete
hinge.msh
!CONTROL, NAME=fstrCNT # Zadajte riadiace údaje analýzy
hinge.cnt
!RESULT, NAME=fstrRES, IO=OUT # Zadajte údaje výsledkov
hinge.res
!RESULT, NAME=vis_out, IO=OUT # Zadajte údaje vizualizácie
hinge_vis
Riadiace údaje analýzy hinge.cnt¶
Tento súbor definuje typ analýzy, okrajové podmienky posunutia, sústredené zaťaženia atď. a určuje aj riadenie riešiča a vizualizátora.
# Control File for FISTR
## Analysis Control
!VERSION # Zadajte verziu formátu súboru
3
!SOLUTION, TYPE=STATIC # Zadajte typ analýzy
!WRITE,RESULT # Zadajte výstup údajov výsledkov
!WRITE,VISUAL # Zadajte výstup údajov vizualizácie
## Solver Control
### Boundary Condition
!BOUNDARY
BND0, 1, 3, 0.000000 # Zadajte upevnenú plochu 1
!BOUNDARY
BND1, 1, 3, 0.000000 # Zadajte upevnenú plochu 2
!CLOAD
CL0, 1, 0.01000 # Zadajte zaťažovanú plochu
### Material
!MATERIAL, NAME=STEEL # Zadajte materiálové vlastnosti
!ELASTIC # Definujte elastický materiál
210000.0, 0.3
!DENSITY # Definujte hustotu
7.85e-6
### Solver Setting
!SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1,ITERLOG=YES,TIMELOG=YES # Riaďte riešič
10000, 1
1.0e-08, 1.0, 0.0
## Post Control
!VISUAL,method=PSR # Zadajte metódu vizualizácie
!surface_num=1 # Počet plôch v jednom vykreslení povrchu
!surface 1 # Zadajte obsah povrchu
!output_type=VTK # Zadajte typ súboru vizualizácie
!END # Označte koniec riadiacich údajov analýzy
Údaje siete¶
Tento súbor definuje sieť konečných prvkov a jej údaje o materiáloch a prierezoch.
(Iba výňatok)
!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
Postup analýzy¶
Spustite spustiteľný súbor FrontISTR fistr1.
(Spustenie so 4 vláknami)
##################################################################
# 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 !!
Analýza je dokončená, keď sa zobrazí FrontISTR Completed !!.
Výsledky analýzy¶
Po dokončení analýzy sa vytvorí niekoľko nových súborov.
Výstup:
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
Súbory *.res.* sú údaje výsledkov obsahujúce výsledky analýzy FrontISTR. Možno ich zobraziť pomocou REVOCAP_PrePost a podobných nástrojov.
Súbory *_vis_* sú vizualizačné údaje a možno ich zobraziť pomocou všeobecného vizualizačného softvéru. V tomto príklade sú údaje vypísané vo formáte VTK, preto na ich zobrazenie použite ParaView alebo podobný softvér.
Kontúrový graf von Misesovho napätia vytvorený pomocou REVOCAP_PrePost je zobrazený na obrázku 4.1.3. Časť protokolového súboru výsledkov analýzy je tiež uvedená nižšie ako číselné údaje výsledkov analýzy.
Obrázok 4.1.3 Výsledok analýzy von Misesovho napätia
Protokol výsledkov analýzy 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