Phân tích tĩnh tuyến tính (đàn hồi)¶
Phân tích này sử dụng dữ liệu trong tutorial/01_elastic_hinge.
Đối tượng phân tích¶
Đối tượng phân tích là một chi tiết bản lề. Hình học của chi tiết được thể hiện trong Hình 4.1.1 và dữ liệu lưới được thể hiện trong Hình 4.1.2.
| Hạng mục | Mô tả | Ghi chú | Tham khảo |
|---|---|---|---|
| Loại phân tích | Phân tích tĩnh tuyến tính | !SOLUTION,TYPE=STATIC | |
| Số nút | 84,056 | ||
| Số phần tử | 49,871 | ||
| Loại phần tử | Phần tử tứ diện bậc hai 10 nút | !ELEMENT,TYPE=342 | Thư viện phần tử |
| Tên thuộc tính vật liệu | STEEL | !MATERIAL,NAME=STEEL | Dữ liệu vật liệu |
| Đặc tính vật liệu | ELASTIC | !ELASTIC | |
| Điều kiện biên | Ràng buộc, tải tập trung | ||
| Bộ giải ma trận | CG/SSOR | !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1 |
Hình 4.1.1 Hình học của chi tiết bản lề
Hình 4.1.2 Dữ liệu lưới của chi tiết bản lề
Nội dung phân tích¶
Giải nén mã nguồn FrontISTR, chuyển đến thư mục của ví dụ này và xác nhận rằng các tệp cần thiết cho phân tích
| Tên tệp | Loại | Vai trò |
|---|---|---|
hecmw_ctrl.dat |
Dữ liệu điều khiển tổng thể | Chỉ định các tệp vào/ra cho dữ liệu lưới và dữ liệu điều khiển phân tích |
hinge.cnt |
Dữ liệu điều khiển phân tích | Xác định loại phân tích, điều kiện biên chuyển vị, tải tập trung, v.v. và chỉ định điều khiển bộ giải và trình trực quan hóa |
hinge.msh |
Dữ liệu lưới | Xác định lưới phần tử hữu hạn, dữ liệu vật liệu và dữ liệu mặt cắt |
đều có mặt.
Đầu ra:
Phân tích ứng suất được thực hiện bằng cách ràng buộc chuyển vị của các bề mặt ràng buộc thể hiện trong Hình 4.1.1 và tác dụng tải tập trung lên bề mặt chịu tải. Dữ liệu điều khiển tổng thể và dữ liệu điều khiển phân tích được trình bày dưới đây.
Dữ liệu điều khiển tổng thể hecmw_ctrl.dat¶
Chỉ định các tệp vào/ra cho dữ liệu lưới và dữ liệu điều khiển phân tích.
#
# cho bộ giải
#
!MESH, NAME=fstrMSH, TYPE=HECMW-ENTIRE # Chỉ định một dữ liệu lưới
hinge.msh
!CONTROL, NAME=fstrCNT # Chỉ định dữ liệu điều khiển phân tích
hinge.cnt
!RESULT, NAME=fstrRES, IO=OUT # Chỉ định dữ liệu kết quả
hinge.res
!RESULT, NAME=vis_out, IO=OUT # Chỉ định dữ liệu trực quan hóa
hinge_vis
Dữ liệu điều khiển phân tích hinge.cnt¶
Xác định loại phân tích, điều kiện biên chuyển vị, tải tập trung, v.v. và đồng thời chỉ định điều khiển bộ giải và trình trực quan hóa.
# Tệp điều khiển cho FISTR
## Điều khiển phân tích
!VERSION # Chỉ định phiên bản định dạng tệp
3
!SOLUTION, TYPE=STATIC # Chỉ định loại phân tích
!WRITE,RESULT # Chỉ định đầu ra dữ liệu kết quả
!WRITE,VISUAL # Chỉ định đầu ra dữ liệu trực quan hóa
## Điều khiển bộ giải
### Điều kiện biên
!BOUNDARY
BND0, 1, 3, 0.000000 # Chỉ định bề mặt ràng buộc 1
!BOUNDARY
BND1, 1, 3, 0.000000 # Chỉ định bề mặt ràng buộc 2
!CLOAD
CL0, 1, 0.01000 # Chỉ định bề mặt chịu tải
### Vật liệu
!MATERIAL, NAME=STEEL # Chỉ định thuộc tính vật liệu
!ELASTIC # Xác định vật liệu đàn hồi
210000.0, 0.3
!DENSITY # Xác định khối lượng riêng
7.85e-6
### Thiết lập bộ giải
!SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1,ITERLOG=YES,TIMELOG=YES # Điều khiển bộ giải
10000, 1
1.0e-08, 1.0, 0.0
## Điều khiển hậu xử lý
!VISUAL,method=PSR # Chỉ định phương pháp trực quan hóa
!surface_num=1 # Số bề mặt trong một lần dựng bề mặt
!surface 1 # Chỉ định nội dung bề mặt
!output_type=VTK # Chỉ định loại tệp trực quan hóa
!END # Biểu thị kết thúc dữ liệu điều khiển phân tích
Dữ liệu lưới¶
Xác định lưới phần tử hữu hạn cùng dữ liệu vật liệu và dữ liệu mặt cắt của lưới.
(Trích đoạn)
!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
Quy trình phân tích¶
Chạy lệnh thực thi FrontISTR fistr1.
(Chạy với 4 luồng)
##################################################################
# 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 !!
Phân tích hoàn tất khi FrontISTR Completed !! được hiển thị.
Kết quả phân tích¶
Khi phân tích hoàn tất, một số tệp mới được tạo.
Đầu ra:
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
Các tệp *.res.* là dữ liệu kết quả chứa kết quả phân tích của FrontISTR. Có thể hiển thị chúng bằng REVOCAP_PrePost và các công cụ tương tự.
Các tệp *_vis_* là dữ liệu trực quan hóa và có thể được hiển thị bằng phần mềm trực quan hóa đa dụng. Trong ví dụ này, đầu ra ở định dạng VTK nên có thể hiển thị bằng ParaView hoặc phần mềm tương tự.
Biểu đồ đường đồng mức ứng suất von Mises được tạo bằng REVOCAP_PrePost được thể hiện trong Hình 4.1.3. Ngoài ra, một phần tệp nhật ký kết quả phân tích được trình bày dưới đây dưới dạng dữ liệu số của kết quả phân tích.
Hình 4.1.3 Kết quả phân tích ứng suất von Mises
Nhật ký kết quả phân tích 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