fidesys
В приведённой задаче рассматривается общая устойчивость грунтового склона или, другими словами, запас прочности по теории пластичности Кулона-Мора.
Настройка сетки
Для построения тетраэдральной сетки задайте в настройках сетки тип элемента по умолчанию, для этого на верхней панели выберите Инструменты - Настройки. Далее в настройках найти раздел "Настройки сетки" и выбрать тип элемента - тетраэдр, после чего нажать "Сохранить".
Создание геометрической модели
Создайте первую вершину. На панели команд выберите Режим - Геометрия, Объект - Вершина, Действие - Создать. Из выплывающего списка выберите Координаты. Укажите координаты вершины (0, 0, 0) и нажмите Применить.
Проделайте то же самое для координат: (0, 6, 0), (10, 6, 0), (15, 10, 0), (20, 10, 0), (20, 0, 0).
Постройте несколько прямых соединенных между собой. На панели команд выберите Режим - Геометрия, Объект - Кривая, Действие - Создать. Из выпадающего списка выберите Ломаная. Укажите ID вершин и нажмите Применить.
Повторите действие для создания еще одной прямой, введите ID вершин: 6 1.
Срастите всю модель, для этого введите в командую строку merge all и нажмите клавишу Enter на клавиатуре.
Создайте поверхность при помощи ограничивающих кривых. На панели команд выберите Режим - Геометрия, Объект - Поверхность, Действие - Создать. Из выпадающего списка выберите Ограничивающие кривые, укажите ID кривых и нажмите Применить.
Построение сетки
Постройте сетку на модели. На панели команд выберите Режим - Сетка, Объект - Поверхностная, Действие - Интервалы. Из выпадающего списка выберите Задать размер и задайте необходимые параметры. Нажмите Применить, Построить сетку.
Задание материала и свойств блока
Создайте материал. На панели команд выберите Режим - Материал, Объект - Управление материалами. В открывшемся виджете Управление материалами в средней колонке укажите имя материала "material". В колонке свойств откройте список Упругость и перетащите название Материал Гука в колонку Свойства материала. Затем в левой колонке перейдите в раздел Общие и перетащите Плотность, затем Пластичность - Критерий Кулона-Мора. Задайте необходимые значения.
Нажмите Применить и закройте окно Управление материалами.
Создайте блок. На панели команд выберите Режим - Блоки, Объект - Блок, Действие - Добавить сущность в блок. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
Задайте параметры для блока. На панели команд выберите Режим - Блоки, Объект - Блок, Действие - Свойства/параметры блока. Укажите следующие параметры и нажмите Применить.
Задание граничных условий
Закрепите нижнюю сторону в перемещениях по X и Y. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Перемещение, Действие - Создать. Задайте следующие параметры и нажмите Применить.
Закрепите боковые стороны в перемещениях по X. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Перемещение, Действие - Создать. Задайте следующие параметры и нажмите Применить.
Задайте силу гравитации. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Гравитация, Действие - Создать. Укажите необходимые параметры и нажмите Применить.
Запуск расчета
Задайте тип задачи, которую требуется решить. На панели команд выберите модуль настроек расчёта Режим - Настройки расчёта, Настройки расчёта - Статический, Статический - Общие. Задайте настройки расчета, затем поставьте галочку Задать настройки нелинейного решателя и укажите необходимые параметры. Нажмите Применить.
Задайте дополнительные настройки. На панели команд выберите Режим - Настройки расчета, Настройки расчета - Статический, Статический - Поля вывода. Поставьте галочку на Выводить свойства материала и нажмите Применить, Начать расчет.
Анализ результатов
Откройте файл с результатами. Это можно сделать тремя способами:
Нажмите Ctrl+E;
В главном меню выберите Расчёт - Открыть результат;
На панели команд выберите Результаты (Режим - Результаты, Результаты - Открыть Результаты).
Появится окно Fidesys Viewer, в котором вы сможете ознакомиться с результатами расчёта.
Подключите фильтр запас прочности. Для этого в верхней строке выберите Фильтры - Алфавитный указатель - Запас прочности. Установите галочку на "Теория Кулона-Мора (через когезию и угол внутреннего трения)" и нажмите Применить.
Далее подключите фильтр статистика. Для этого в верхней строке выберите Фильтры - Алфавитный указатель - Статистика. Установите галочку на "Запас прочности" и нажмите Применить. В результате в правой части экрана отобразятся параметры для запаса прочности.
Полученные результаты сравниваются с Plaxis 2D, которые предоставили для нас наши партнеры.
На рисунке из программы Plaxis 2D показаны узлы, которые перешли в пластику. Другими словами, значения запаса прочности в данных узлах меньше 1. На рисунке из Fidesys показаны изополя запаса прочности, т.е. можно численно увидеть значение в конкретной точке. Рассмотрев обе картинки, можно убедиться, что области, в которых запас прочности меньше 1, совпадают.
Cогласно СП116.13330.2012 "Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения", данный склон считается не устойчивым.
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 set default element tri create vertex 0 0 0 create vertex 0 6 0 create vertex 10 6 0 create vertex 15 10 0 create vertex 20 10 0 create vertex 20 0 0 create curve polyline vertex 1 to 6 create curve polyline vertex 6 1 merge all create surface curve all surface 1 size 0.5 mesh surface 1 create material 1 modify material 1 name '1' modify material 1 set property 'POISSON' value 0.25 modify material 1 set property 'MODULUS' value 2.3e+10 modify material 1 set property 'DENSITY' value 2200 modify material 1 set property 'MC_DILATANCY_ANGLE' value 0 modify material 1 set property 'MC_INT_FRICTION_ANGLE' value 9 modify material 1 set property 'MC_COHESION' value 10000 set duplicate block elements off block 1 add surface 1 block 'Block 1' material 1 cs 1 element plane order 1 create displacement on curve 6 dof 1 dof 2 fix create displacement on curve 5 1 dof 1 fix create gravity global modify gravity 1 dof 2 value -9.81 analysis type static elasticity plasticity dim2 planestrain output nodalforce off energy off midresults off record3d off material on without_smoothing off fullperiodic off nonlinearopts maxiters 60 startloadsteps 1 minloadsteps 1 maxloadsteps 100 tolerance 1e-2 targetiter 5
