fidesys
В данном примере рассматривается несколько подходов к решению простой задачи: расчет сильфона на внутреннее давление.
Решение полной модели сильфона
В первом подходе задача считалась в "лоб", поэтому в процессе расчета было замечено, что в ней содержится огромное количество узлов и элементов и, для ее решения потребуются большие вычислительные возможности компьютера.
На картинке представлены затраты памяти и время расчета:
Результаты распределения напряжения по Мизесу на полной модели сильфона:
Результаты распределения суммарных перемещений на полной модели сильфона:
Решение задачи с ПГУ
Во втором подходе используется граничное условие - периодическое ГУ. В результате потребность считать полную задачу отпадает, так как можно обойтись 3 градусами (120 секторов). Решение полностью совпадает с полной моделью и уже не представляет таких требований к памяти. Расчет задачи занимает 5.5 минут.
Импортирование геометрической модели
Импортируйте модель. В верхней строке выберите Меню — Файл — Импорт. В открывшемся окне выберите нужный файл скачать файл и нажмите Открыть.
Поверните поверхность на 90 градусов. На панели команд выберите Режим - Геометрия, Объект - Поверхность, Действие - Преобразовать. Из выпадающего списка выберите Повернуть и задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
Создайте объем при помощи вытягивания поверхности. Для этого на панели команд выберите Режим - Геометрия, Объект - Объем, Действие - Создать. Из списка геометрических примитивов выберите Протяжка и задайте требуемые параметры. Нажмите Применить.
Объедините объемы. На панели команд выберите Режим - Геометрия, Объект - Объем, Действие - Логические операции. Из выпадающего списка выберите Объединить и задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
Поверните модель вокруг оси Y. На панели команд выберите Режим - Геометрия, Объект - Объем, Действие - Преобразовать. Из выпадающего списка выберите Повернуть и задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
Построение сетки
Постройте сетку на поверхности. На панели команд выберите Режим - Сетка, Объект - Поверхностная, Действие - Интервалы. Из выплывающего списка выберите Задать размер и укажите необходимые параметры. Нажмите Применить, Построить сетку.
Постройте сетку на кривой. На панели команд выберите Режим - Сетка, Объект - На кривых, Действие - Построение сетки. Из выплывающего списка выберите Равномерно и укажите необходимые параметры. Нажмите Применить, Построить сетку.
Выполните протяжку сетки. На панели команд выберите Режим - Сетка, Объект - Объемная, Действие - Построение сетки. Из выпадающего списка выберите Протяжка и задайте необходимые параметры. Нажмите Применить схему, Построить сетку.
Задание материала и свойств блоков
Задайте материал. На панели команд выберите Режим - Материал, Объект - Управление материалами. В открывшемся виджете Управление материалами в средней колонке укажите имя материала. В колонке свойств откройте список Упругость и перетащите название Материал Гука в колонку Свойства материала. Задайте необходимые значения.
Нажмите Применить и закройте окно Управление материалов.
Создайте блок. На панели команд выберите Режим - Блоки, Объект - Блок, Действие - Добавить сущность в блок. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
Задайте свойства блоку. На панели команд выберите Режим - Блоки, Объект - Блок, Действие - Свойства/параметры блока. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
Задание граничных условий
Жестко закрепите модель в перемещениях. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Перемещение, Действие - Создать. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
Жестко закрепите модель в перемещениях. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Перемещение, Действие - Создать. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
Приложите давление на модель. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Давление, Действие - Создать. Выберите поверхности (или введите в поле 4 5 7 8 9 10 12 13 14 15 17 18 19 20 22 23 24 25 27 28 29 30 32 33 34 35 37 38 39 40 42 43 44 45 47 48 49 50 52 54 53 55 57 58 59 60 62 63 64 65 61 56 51 46 41 36 31 26 21 16 11 6). Задайте значение давления 3. Нажмите Применить.
Задайте периодическое условие. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Периодическое условие, Действие - Создать. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
Запуск расчета
Для запуска на расчет в CAE Fidesys выберите на панели команд Режим - Настройки расчета, Объект - Статический, Действие - Общие. Задайте требуемые параметры и нажмите Применить, Начать расчет.
Анализ результатов
Откройте файл с результатами. Это можно сделать тремя способами:
Нажмите Ctrl+E;
В главном меню выберите Расчёт - Результаты. Нажмите Открыть последний результат;
На панели команд выберите Результаты (Режим - Результаты, Результаты - Открыть Результаты).
Появится окно Fidesys Viewer, в котором вы сможете ознакомиться с результатами расчёта.
На верхней панели выберите данные результата расчета для отображения. Из первого выпадающего списка выберите Перемещения, из второго – Сумма. На рисунке показано распределение суммарных перемещений:
Затем на верхней панели установите: Напряжения - Мизес. Ниже на рисунке показано распределение напряжений по Мизесу:
Решение полностью совпадает с полной моделью, которая была рассмотрена в первом подходе.
Использование консольного интерфейса
Построение геометрии, генерацию сетки, задание граничных условий и материалов можно выполнить с использованием консольного интерфейса. Ниже приведён код программы, позволяющий выполнить шаги описанного выше руководства, необходимо только самостоятельно указать полный путь и название сохраняемого файла.
reset import step 'C:/Users/User/Downloads/silfon_2d.stp' heal rotate Surface 1 angle 90 about x include_merged sweep surface 1 xaxis angle 3 keep unite volume all rotate Volume 1 angle 90 about Y include_merged surface 128 size 0.5 mesh surface 128 curve 330 interval 8 curve 330 scheme equal mesh curve 330 volume 1 autosmooth target on fixed imprints off smart smooth off mesh volume 1 create material 1 modify material 1 name 'mat_1' modify material 1 set property 'MODULUS' value 200000 modify material 1 set property 'POISSON' value 0.3 set duplicate block elements off block 1 add volume 1 block 1 material 1 cs 1 element solid order 2 create displacement on surface 3 dof all fix create displacement on surface 66 dof all fix create pressure on surface 4 5 7 8 9 10 12 13 14 15 17 18 19 20 22 23 24 25 27 28 29 30 32 33 34 35 37 38 39 40 42 43 44 45 47 48 49 50 52 54 53 55 57 58 59 60 62 63 64 65 61 56 51 46 41 36 31 26 21 16 11 6 magnitude 3 create periodic master surface 1 slave surface 128 general cs 1 sectors 120 analysis type static elasticity dim3
Решение задачи со связью по направлению
Подготовка модели
Выполните пошагово действия до задания периодического условия, как было проделано выше в пункте Решение задачи с ПГУ или введите в командную строку:
reset import step 'C:/Users/User/Downloads/silfon_2d.stp' heal rotate Surface 1 angle 90 about x include_merged sweep surface 1 xaxis angle 3 keep unite volume all rotate Volume 1 angle 90 about Y include_merged surface 128 size 0.5 mesh surface 128 curve 330 interval 8 curve 330 scheme equal mesh curve 330 volume 1 autosmooth target on fixed imprints off smart smooth off mesh volume 1 create material 1 modify material 1 name 'mat_1' modify material 1 set property 'MODULUS' value 200000 modify material 1 set property 'POISSON' value 0.3 set duplicate block elements off block 1 add volume 1 block 1 material 1 cs 1 element solid order 2 create displacement on surface 3 dof all fix create displacement on surface 66 dof all fix create pressure on surface 4 5 7 8 9 10 12 13 14 15 17 18 19 20 22 23 24 25 27 28 29 30 32 33 34 35 37 38 39 40 42 43 44 45 47 48 49 50 52 54 53 55 57 58 59 60 62 63 64 65 61 56 51 46 41 36 31 26 21 16 11 6 magnitude 3
Затем закрепите модель в перемещениях по направлению, для этого на панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Связь по направлению, Действие - Создать. Укажите требуемые параметры и нажмите Применить.
Проделайте тоже самое для еще одного закрепления модели в перемещениях по направлению.
Запуск расчета
Для запуска на расчет в CAE Fidesys выберите на панели команд Режим - Настройки расчета, Объект - Статический, Действие - Общие. Задайте требуемые параметры и нажмите Применить, Начать расчет.
Анализ результатов
Откройте файл с результатами. Это можно сделать тремя способами:
Нажмите Ctrl+E;
В главном меню выберите Расчёт - Результаты. Нажмите Открыть последний результат;
На панели команд выберите Результаты (Режим - Результаты, Результаты - Открыть Результаты).
На верхней панели выберите данные результата расчета для отображения. Из первого выпадающего списка выберите Перемещения, из второго – Сумма. На рисунке показано распределение суммарных перемещений:
Затем на верхней панели установите: Напряжения - Мизес. Ниже на рисунке показано распределение напряжений по Мизесу:
Решение полностью совпадает с полной моделью и решением с ПГУ, которые были рассмотрены в первом и втором подходах.
Использование консольного интерфейса
Построение геометрии, генерацию сетки, задание граничных условий и материалов можно выполнить с использованием консольного интерфейса. Ниже приведён код программы, позволяющий выполнить шаги описанного выше руководства, необходимо только самостоятельно указать полный путь и название сохраняемого файла.
Скрипт: reset import step 'C:/Users/User/Downloads/silfon_2d.stp' heal rotate Surface 1 angle 90 about x include_merged sweep surface 1 xaxis angle 3 keep unite volume all rotate Volume 1 angle 90 about Y include_merged surface 128 size 0.5 mesh surface 128 curve 330 interval 8 curve 330 scheme equal mesh curve 330 volume 1 autosmooth target on fixed imprints off smart smooth off mesh volume 1 create material 1 modify material 1 name 'mat_1' modify material 1 set property 'MODULUS' value 200000 modify material 1 set property 'POISSON' value 0.3 set duplicate block elements off block 1 add volume 1 block 1 material 1 cs 1 element solid order 2 create displacement on surface 3 dof all fix create displacement on surface 66 dof all fix create pressure on surface 4 5 7 8 9 10 12 13 14 15 17 18 19 20 22 23 24 25 27 28 29 30 32 33 34 35 37 38 39 40 42 43 44 45 47 48 49 50 52 54 53 55 57 58 59 60 62 63 64 65 61 56 51 46 41 36 31 26 21 16 11 6 magnitude 3 create directionrestraint on surface 1 displacement value 0 normal create directionrestraint on surface 128 displacement value 0 normal analysis type static elasticity dim3
Решение задачи в 2D виде
Импортирование геометрической модели
Импортируйте модель. В верхней строке выберите Меню — Файл — Импорт. В открывшемся окне выберите нужный файл скачать файл и нажмите Открыть.
Поверните поверхность на 90 градусов. На панели команд выберите Режим - Геометрия, Объект - Поверхность, Действие - Преобразовать. Из выпадающего списка выберите Повернуть и задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
Еще раз поверните поверхность на -90 градусов вокруг оси Z.
Построение сетки
Постройте сетку на поверхности. На панели команд выберите Режим - Сетка, Объект - Поверхностная, Действие - Интервалы. Из выплывающего списка выберите Задать размер и укажите необходимые параметры. Нажмите Применить, Построить сетку.
Задание материала и свойств блоков
Создайте материал. На панели команд выберите Режим - Материал, Объект - Управление материалами. В открывшемся виджете Управление материалами в средней колонке укажите имя материала. В колонке свойств откройте список Упругость и перетащите название Материал Гука в колонку Свойства материала. Задайте необходимые значения.
Нажмите Применить и закройте окно Управление материалов.
Создайте блок. На панели команд выберите Режим - Блоки, Объект - Блок, Действие - Добавить сущность в блок. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
Задайте свойства блоку. На панели команд выберите Режим - Блоки, Объект - Блок, Действие - Свойства/параметры блока. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
Задание граничных условий
Жестко закрепите модель в перемещениях. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Перемещение, Действие - Создать. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
Жестко закрепите модель в перемещениях. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Перемещение, Действие - Создать. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
Приложите давление на модель. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Давление, Действие - Создать. Выберите кривые (или введите в поле 65 64 62 61 63 59 60 58 57 56 54 55 52 53 51 49 50 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 29 30 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4). Задайте значение давления 3. Нажмите Применить.
Запуск расчета
Для запуска на расчет в CAE Fidesys выберите на панели команд Режим - Настройки расчета, Объект - Статический, Действие - Общие. Задайте требуемые параметры и нажмите Применить, Начать расчет.
Анализ результатов
Откройте файл с результатами. Это можно сделать тремя способами:
Нажмите Ctrl+E;
В главном меню выберите Расчёт - Результаты. Нажмите Открыть последний результат;
На панели команд выберите Результаты (Режим - Результаты, Результаты - Открыть Результаты).
Появится окно Fidesys Viewer, в котором вы сможете ознакомиться с результатами расчёта.
На верхней панели выберите данные результата расчета для отображения. Из первого выпадающего списка выберите Перемещения, из второго – Сумма. На рисунке показано распределение суммарных перемещений:
Затем на верхней панели установите: Напряжения - Мизес. Ниже на рисунке показано распределение напряжений по Мизесу:
Решение полностью совпадает с полной моделью и другими решениями, которые были рассмотрены выше.
Использование консольного интерфейса
Построение геометрии, генерацию сетки, задание граничных условий и материалов можно выполнить с использованием консольного интерфейса. Ниже приведён код программы, позволяющий выполнить шаги описанного выше руководства, необходимо только самостоятельно указать полный путь и название сохраняемого файла.
reset import step 'C:/Users/User/Downloads/silfon_2d.stp' heal rotate Surface 1 angle 90 about X include_merged rotate Surface 1 angle -90 about Z include_merged surface 1 size 0.5 mesh surface 1 create material 1 modify material 1 name 'mat_1' modify material 1 set property 'MODULUS' value 200000 modify material 1 set property 'POISSON' value 0.3 set duplicate block elements off block 1 add surface 1 block 1 material 1 cs 1 element plane order 2 create displacement on curve 66 dof all fix create displacement on curve 3 dof all fix create pressure on curve 65 64 62 61 63 59 60 58 57 56 54 55 52 53 51 49 50 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 29 30 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 magnitude 3 analysis type static elasticity dim2 axisymmetric
