Расчет температурных деформаций в Mechanical

[Arbuz 1]

Здравствуйте!

Недавно пришлось начать осваивать ансис с решения задачи расчета деформаций некоторой конструкции, вызванных температурным нагревом.

Проблема в том, что после выполнения последовательности команд, как я считаю правильных, с конструкцией не чего не происходит, т.е. её узловые точки (node) не сколько не перемещаются.

Действую я следующим образом:

1. Задаю прикладываемую температуру к конкретному элементу:

 /prep7

bfe, 8878, TEMP, 1, 200, 200, 200, 200

2. Перехожу в процессор рассчитываю деформацию:

/solu

antype, static, new

sovle

3. Загружаю для анализа полученные результаты расчета

Main Menu>General Postproc>Read Results>Last Set

4. Сохраняю в файл перемещения по координате X узловых точек:

 

 *CFOPEN, solution\UX, DATA 

  /POST1 

  ALLSEL,ALL,ALL

  *GET, NODE_COUNT, NODE, 0, COUNT,  

  *GET, FIRST_NODE, NODE, 0, NUM, MIN  

  NODE_NUM=FIRST_NODE

 

  *DO,I,1,NODE_COUNT

    

    *VWRITE, UX(NODE_NUM)  

    ((F20.5))               

 

    *GET, NODE_NUM, NODE, NODE_NUM, NXTH,   

 

  *ENDDO

  FINISH

 *CFCLOS  

5. Аналогично с координатами Y и Z

 

Сравниваю с перемещениями узловых точек, сохраненных из модели до расчета и они не сколько не отличаются.

Я так понимаю что в модели в которой я работаю до меня уже что-то считал так как когда я до начала расчетов заходил в 

Main Menu>General Postproc>Read Results>By Pick. там уже была одна строчка, как я понимаю, являющаяся ссылкой на результаты расчета.

Подскажите, где моя ошибка?

[Борман 2 375]

Нужно убедиться, что 

- масштабов элемента 8878 достаточно для изменения общего поля деформаций

- для элемента 8878 задано тепературное расшинение

- в первой задаче на элемент 8878 уже не задана температура 200град.

- в качестве результатов первой задачи вы, случайно, не принимаете результаты второй задачи.

- и т.п. 

Элемент мистики полностью исключен.

Изменено 28 сентября 2016 пользователем Борман

[Arbuz 1]

Нужно убедиться, что 

- масштабов элемента 8878 достаточно для изменения общего поля деформаций

- для элемента 8878 задано тепературное расшинение

- в первой задаче на элемент 8878 уже не задана температура 200град.

- в качестве результатов первой задачи вы, случайно, не принимаете результаты второй задачи.

- и т.п. 

Элемент мистики полностью исключен. 

Если советы такого характера то, я так понимаю, все вышеперечисленные шаги и команды для расчета я сделал правильно?

И еще встречный вопрос: под "для элемента 8878 заданно температурное расширение" вы имеете ввиду у материала элемента 8878 задан коэффициент температурного расширения? 

Изменено 29 сентября 2016 пользователем Arbuz

[Arbuz 1]

Понял из-за чего с конструкцией не чего не происходило. В узловых точках были заданны условие в виде их фиксации по трем координатам. Понял это по тому что возле каждого узла были изображены три стрелочки.

 

Однако возник еще один вопрос:

В связи с необходимостью расчета реакции конструкции уже после наложения на нее некоторых предварительных нагрузок появилась необходимость использовать команды RESCONTROL и ANTYPE. В связи с отсутствием знания английского, может кто-нибудь пояснить параметры идущие с этими командами?

[Борман 2 375]

необходимость

Только если у вас nonlinear задача.

 

отсутствием знания английского

Ах если бы только человечество изобрело бесплатные онлайн-переводчики... 

[Arbuz 1]

Только если у вас nonlinear задача.

 

 

А как узнать nonlinear или linear у меня задача? В моем понимании все решаемые в ansys задачи нелинейные 

[Arbuz 1]

И еще вопрос по идеологии.  Я так понял что команда rescontrol позволяет сохранять некоторое промежуточное состояния  конечно-элементной модели в файл *.rxxx, т.е. состояние КЭМ, записанное в *.db может отличаться от состояния КЭМ записанного в *.rxxx. Делается это для того чтобы в случае необходимости можно было откатиться на определенный шаг расчетов, поменять прикладываемые нагрузки и провести определенный этап расчета не проводя его заново целиком.

А вот если мне не нужно сохранять промежуточные результаты расчетов а новые нагрузки я хочу чтобы действовали совместно с предыдущими, тогда использовать команды rescontrol и antype мне не нужно? 

[Борман 2 375]

И еще вопрос по идеологии.  Я так понял что команда rescontrol позволяет сохранять некоторое промежуточное состояния  конечно-элементной модели в файл *.rxxx, т.е. состояние КЭМ, записанное в *.db может отличаться от состояния КЭМ записанного в *.rxxx. Делается это для того чтобы в случае необходимости можно было откатиться на определенный шаг расчетов, поменять прикладываемые нагрузки и провести определенный этап расчета не проводя его заново целиком.

Откатиться - не то слово. В пределах шага все нагрузки определены изначально и не могут быть изменены. Вы можете тормознуть расчет посреди шага, посмотреть результат, а потом продолжить считать с нужного подшага.

 

А вот если мне не нужно сохранять промежуточные результаты расчетов а новые нагрузки я хочу чтобы действовали совместно с предыдущими, тогда использовать команды rescontrol и antype мне не нужно? 

Это называется "Шаг №2". Читайте про antype,restart. Но, это, конечно все ненужно, если задача линейная.

 

А как узнать nonlinear или linear у меня задача?

Считайте линейную.. если что-то покажется странным, то путя два... 

 

[Arbuz 1]

А еще вопрос. Вот такая ошибка из-за чего может возникнуть: "Thermal strain in element 8158 with material 33 has caused the element to invert. Please check the thermal expansion definition and the temperature change"? При этом коэффициент температурного расширения (thermal expansion) задан верно.

[Arbuz 1]

И еще один ламерский вопрос. У меня есть скрипты построения и расчета КЭМ. В процессе выполнения этих скриптов создается несколько файлов *.rXXX. Однако пройдясь поиском по этим скриптам команды rescontrol я не нашел. Значит существуют еще команды создающие эти файлы (Я надеюсь что я правильно перевел с анг. назначение команды rescontrol: "Controls file writing for multiframe restarts" - контроль записи файлов для много..какого-то там рестарта). Можно узнать какие?

[Arbuz 1]

Подскажите пжл! В команде antype, , rest, LDSTEP, SUBSTEP, Action, поле LDSTEP содержит номер шага нагружения, он же номер nnn в файле *.Rnnn, содержащего инфу о необходим к загрузке шаге нагружения? Если да то почему то у меня в корневом каталоге проекта находятся файлы  *.R001-*.R007, однако при выдачи команды antype,  , rest, 7, , 0 ansys ругается: "No restart file found matching loadstep ans substep specified in the ANTYPE, , REST command"?

Изменено 3 октября 2016 пользователем Arbuz

[soklakov 1 475]

Недавно пришлось начать осваивать ансис с решения задачи расчета деформаций некоторой конструкции, вызванных температурным нагревом.

Все-таки стоит спросить... Чем Вас-то Workbench не устраивает? Куда меньше вопросов будет.

[Arbuz 1]

Ситуация вот какая. Есть КЭМ и скрипты её создающие. Люди, которые разрабатывали КЭМ, работали в Ansys Mechanical. А моя задача автоматизировать работу с КЭМ, т.е. для меня модель в ansys это объект управления, на который я хочу подавать сигналы управления,в виде укорочения или удлинения определенных её элементов, а из неё я хочу получать отклик, в виде координат определенных её поверхностей. Данный процесс должен быть автоматизирован, т.е. некоторая внешняя программа запускает в ansys макрос с командами для изменения нагрузок, запуском расчета, и записью реакции КЭМ в файл. Смысл в том что-бы подобрать способ управления некоторой конструкцией, приводящий её в нужное состояние. В ручную такое делать нет смысла поскольку предполагается значительное количество обращений к КЭМ, для изменения нагрузок, расчета конструкции и получения реакции конструкции. Так вот, разработчики КЭМ, которую я использую, сказали, что реализовать подобное в ansys можно, т.е. обращаться к ansys161.exe и соответственно запускать макросы через командную строку, что мне и нужно.

 

Поэтому графическая среда как таковая для моей задачи не нужна. Основное здесь написать макросы для работы с КЭМ. Хотя, если Workbench каким-то образом поможет разобраться с тем, как это сделать, то было-бы хорошо.

 

Запускать макросы в ansys я научился, макрос для записи узловых точек в файл тоже есть, осталось написать макрос для применения нагрузок в КЭМ и запуска расчета.  

Изменено 4 октября 2016 пользователем Arbuz

[piden 2 874]

@@Arbuz, здесь WB может быть альтернативой с менее крутой learning curve.

 

Готовую КЭМ можно подключить в WB.

На счет "укорочения / удлинения элементов" - имеется ввиду изменение геометрии? Или непосредственно самих КЭ? И при чем здесь исходная температурная задача?

Право же, если объяснить задачу не абстрактно, а по-Федоровски "чисто-конкретно", будет намного проще 

 

А моя задача автоматизировать работу с КЭМ, ...... Смысл в том что-бы подобрать способ управления некоторой конструкцией, приводящий её в нужное состояние.

 

Это модуль оптимизации, может и данные никуда передавать не надо будет)

 

Люди, которые разрабатывали КЭМ, работали в Ansys Mechanical.

осталось написать макрос для применения нагрузок в КЭМ

Те таинственные люди, которые КЭМ разрабатывали, дальше КЭМ не пошли? 

[Борман 2 375]

В ручную такое делать нет смысла поскольку предполагается значительное количество обращений к КЭМ,

А почему нельзя слепить сразу "значительное количество" расчетных файлов, а потом из пачкой обсчитать ? Зачем нужна функция "УПРАВЛЕНИЕ" и в чем она состоит, кроме подсовывания решателю очередного ращщотного файла ? 

[piden 2 874]

Зачем нужна функция "УПРАВЛЕНИЕ" и в чем она состоит, кроме подсовывания решателю очередного ращщотного файла ?

"УПРАВЛЕНИЕ" = придумываем "что и на сколько изменить"  после анализа результатов. Каждый раз.

Изменено 4 октября 2016 пользователем piden

[Борман 2 375]

Можно заставить сису в цикле обсчитывать расчетый файл, который можно периодически генерить на стороне. Чтобы добавить сисе немного ума, то придется немного подмандить, но несильно.

[Arbuz 1]

 

Право же, если объяснить задачу не абстрактно, а по-Федоровски "чисто-конкретно", будет намного проще

 

Боюсь только еще больше запутаю.

Есть КЭМ параболического рефлектора  антенны. Рефлектор, как мне сказали находится в напряженно-деформированном состоянии. Что это означает я толком не понимаю). Однако при этом его рабочая (отражающая радиосигнал) поверхность имеет форму с очень маленьким СКО относительно параболоида. В конструкции рефлектора, в задумке, должны находится N-ое количество приводов. Которые удлиняя или укорачивая N-ое количество тросов (далее оттяжки)  крепящихся к выше упомянутой поверхности могут влиять на её форму. Задумка следующая: в виду отсутствия в исходном состоянии КЭМ рефлектора деформации, создать ею в ручную при помощи произвольного изменения длин оттяжек. 

Далее, как я уже писал, должно быть реализована автоматическая поднастройка формы поверхности рефлектора: 1. шевелим по некоторому алгоритму при помощи оттяжек отражающей поверхностью рефлектора 2. оцениваем отклик поверхности, по координатам её точек 3. рассчитываем приращения длин оттяжек, применяем найденные приращения 4. оцениваем новое состояние формы поверхности рефлектора, если требуется переходим к первому шагу и т.д.. Все это крутиться до тех пор пока не получаем поверхность с требуемым СКО относительно параболоида. 

Процесс поднастройки формы должен происходит автоматически, т.е. так как будь-то формой управляет автоматика, без участия человека. 

 

И при чем здесь исходная температурная задача?

Как мне сказали, разработчики КЭМ, удлинять или укорачивать длину оттяжек можно через приложение температурных нагрузок, т.е. при нагреве оттяжка удлиняется при охлаждении сжимается.

 

Алгоритм расчета приращения длин оттяжек хочу реализовать в матлаб, так как хорошо с ним знаком. 

 

 

Те таинственные люди, которые КЭМ разрабатывали, дальше КЭМ не пошли?  

КЭМ разрабатывалась для других целей и то чем я пытаюсь заниматься для них не интересно. 

 

 

На счет "укорочения / удлинения элементов" - имеется ввиду изменение геометрии? Или непосредственно самих КЭ?

 

В принципе мне нет разницы что удлинять/укорачивать. Просто с КЭ вроде разобрался: приложение нагрузок - команда bfe... Длинна элемента около 0.8 метра так, что для изменения его длины на 10 мм я думаю что его собственной длинны хватит.  А как работать другими составляющими геометри (даже не знаю что там еще есть) неизвестно.

 

Вообще основной целью работы является именно создание алгоритма расчета приращения длин оттяжек так, что в сам ansys не хотелось бы сильно влазить. Хотя это как получиться...

 

Так все таки что означает номер nnn в файле *.Rnnn?

 В хелпе нашел следующий коммент:

 "For all load steps, write the restart  file .Rnnn at every substep, but allow a maximum of 5 restart files per load step"

 

для команды: rescontrol,,all,1,5 

 

Перевел следующим образом:

"Для всех шагов нагружения, пишутся рестарт файлы .Rnnn для каждого подшага, но разрешено максимум 5 рестарт файлов для шага нагружения".

 

Т.е. вне зависимости от количества подшагов, на одном шаге нагружения будет "сохранено" (если это можно так назвать) только первых 5 подшагов?

 

И если можно, что это за загадочные шаги и подшаги?

Изменено 5 октября 2016 пользователем Arbuz

[Борман 2 375]

@@Arbuz,

я так понял, вы не расчетчик, вы проггер, и это многое проясняет.

 

У вас антенна радиотелескопа. Из изначально делают по форме близкой к параболоиду, поэтому ее тонкая настойка будет состоять в том, чтобы побороть ёе искривление формы от собсвтенного веса в зависимости от ориентации.

 

Итак, нагрузок, как я вижу, у вас две - вес и усилия с ваших тяг. Их суммарное действие определляет напряженно-деформированное состояния рефлектора.

 

Вопрос №1: Почему эту настройку нельзя произвести только один раз ? Чем будут отличаться серия подгонки формы, которые вы делаете сегодня от тех, котореы вы будете делать завтра ? Положением антенны ?

 

Я вижу задачу как линейную. Вам не нужен рестарт и все что с ним связано. Каждая ваша итерация независима от предыдущей в части касающейся расчетов.

 

И да..

Длинна элемента около 0.8 метра так, что для изменения его длины на 10 мм я думаю что его собственной длинны хватит.

Вам придется нагревать на тысячу градусов. 10мм это очень много для 0.8 метровой тяги.

[piden 2 874]

Чем будут отличаться серия подгонки формы, которые вы делаете сегодня от тех, котореы вы будете делать завтра ? Положением антенны ?

+ температурой. Я не знаю размеры антенны, но в теории затенение одних частей и нагрев солнечными лучами других также может привести к деформации. Но судя по всему, @Arbuz пока не собирается учитывать этот эффект.

 

Интересная задача. Только подход ТС "брать сразу рабочую КЭМ, бежать-считать! restar .rnnnn" вызывает скептицизм.

Консольную балку с нагрузкой построй и сопряги скрипт с матлабом - потом уже все страсти с рабочей КЭМ подключать..

Оттяжки эти вообще направленными силами заменить можно. И не думать, что там и на сколько нагревать.

 

Есть подозрение, что из-за линейности задачи можно посчитать отклик на единичное усилие от каждой оттяжки, потом сделать их линейную комбинацию, при которой сумма СКО заданных узлов будет минимальна. Вот и "управление".