Объединение Solid и Surface в общий Part

[androskv 28]

Может кому-нибудь и пригодится то, что я напишу ниже.

 

На днях попробовал в новой версии WB 19.1 объединить Solid и Surface в общий Part и посчитать элементарную модель. На удивление все получилось (в предыдущих версиях Solid и Surface необходимо было размещать в отдельные Part, а потом если надо связывать между собой через Joint или Bonded Contact). В описании всех новшеств в WB 19.1 я не нашел упоминание о данной возможности (может конечно и пропустил), поэтому немного расскажу о некоторых нюансах.

После объединения Solid и Surface в общий Part, переходим в Mechanical. В настройках сетки для всех (!) элементов (Plate и Solid) выставляем одинаковый порядок элементов (Element Order) – или линейные (Linear) или парабалические (Quadratic). Закрепляем, нагружаем и запускаем на расчет.

Для сравнения приведу результаты расчета четырех одинаковый моделей, но имеющих разные способы соединения Solid и Surface: 1) через общий Part; 2) через Fixet Joint; 3) через Bonded Contact с настройками по умолчанию; 4) через Bonded Contact с выставленной Formulation в положение MPC.

В принципе все работает и можно пользоваться. Однако внимательно, т.к. общие узлы Solid и Surface, при объединении в общий Part, все также передают только перемещения Tx, Ty и Tz (вращение не передают Rx, Ry, Rz). Поэтому, модель, как например показана ниже, не посчитается, т.к. ее необходимо дополнительно зафиксировать от поворотов.

Кроме того в старых моделях, данный трюк не получается провернуть, Solid и Surface все также должны быть расположены в отдельных Part-ах. Как настроить, что бы в старых моделях можно было их объединять в один общий Part я пока не нашел (быть может это и не возможно). Но если кто подскажет – буду признателен. Пока этот трюк работает только при создании нового проекта.

Изменено 22 августа 2018 пользователем androskv

[Guterfreund 75]

В 22.08.2018 в 19:31, androskv сказал:

Может кому-нибудь и пригодится то, что я напишу ниже.

Спасибо!!!

[imt 59]

Очень хорошо, что тема появилась. Давно хотел спросить.

Для расчета тонкостенных литых деталей в Абакусе применяется способ объединения solid и surface. При этом получается редкая сетка solid-элементов (до 1 элемента по толщине), а точность расчета достигается на shell-элементах (shell-элементы очень-очень тонкие).

 

Кто-то применяет такой способ в WB? В каких версиях? Насколько успешно? Какие проблемы?

 

Сам использовал объединение line (beam) и surface (shell). В памяти осталось, что в разных версиях WB, это работало по-разному.

[Mrt23 173]

52 минуты назад, imt сказал:

Для расчета тонкостенных литых деталей в Абакусе применяется способ объединения solid и surface.

а можно подробнее, пожалуйста? shell to solid coupling?

или я не правильно понял? можно картинку хотя бы. просто очень интересно.

спасибо.

[imt 59]

shell to solid coupling - не уверен, что это так называется.

К сожалению, нет доступа к рабочему компьютеру, поэтому картинки самые простые, больше на словах.

shell-beam - оболочка подкрепленная балками - объяснять не надо. Хорошо моделируются штампованные детали, листовые катаные профили с подкрепляющими подштамповками и т.п. В WB surface и line объединяются в один part, при разбивке получается shell с "вросшими" beam-элементами. КЭ-модель имеет небольшую размерность и хорошую точность.

Аналогично solid-surface.

Представим себе тонкостенную литую деталь, какой-нибудь картер с бобышками, ребрами, скруглениями и т.п. :

Если в WB разбивать в лоб, получается что-то неприподъемное (если получается).

 

В хелпе Абакуса, есть указания, как моделировать такие вещи.

На solid натягиваются очень тонкие мембранные shell-элементы, которые хорошо ловят напряжения на достаточно грубой (прореженной на тонких стенках) solid-сетке.

 

В результате достаточно быстро получается приемлемая по размерности расчетная модель.

Как сделать это в WB - ума не приложу...

[soklakov 1 475]

14 часа назад, imt сказал:

Как сделать это в WB

так и сделать:

14 часа назад, imt сказал:

На solid натягиваются очень тонкие мембранные shell-элементы

можно, конечно, создать оборачивающий шелл на уровне геометрии, и, как было указано в топике, в последних версиях они вполне уживаются. но, наверное, проще командами. esurf и что-то в этом роде.

В 30.08.2018 в 09:22, imt сказал:

Кто-то применяет такой способ в WB?

неа, не слышал 

[Fedor 1 597]

В обычном ансисе без проблем стыкуются по совпадающим степеням свободы. Так грунты подсоединяются к сваям и фундаментным плитам без проблем...

В принципе не проблема сделать базисные функции которые имели бы в разных узлах разные степени свободы, но такое вроде еще не делают в программах. Занедорого могу научить программистов как это делать если у кого есть выходы на них  :)

Изменено 31 августа 2018 пользователем Fedor

[soklakov 1 475]

15 часов назад, imt сказал:

shell to solid coupling - не уверен, что это так называется.

в справке Ansys, если уж действительно интересно,

15 часов назад, imt сказал:

Как сделать это в WB

, можете посмотреть по ключевым словам "surface coating".

[imt 59]

shell to solid coupling -  в моем представлении это как, как shell-модель к solid-модели прицепить, чтобы вращения правильно работали.  

Посмотрел на  "surface coating".

Первое, что попалось об ANSYS18.2: "Новый инструмент Surface Coating позволяет легко и непринужденно покрыть Shell элементами выбранную грань Solid тела. Раньше это была та еще проблема."

Получается, что покрыть shell'ами можно только в новой версии 18.2? В чем заключается та еще проблема для старых версий - совсем не работает? 

В  АНСИС18 покрывается shell'ами только по совпадающим степеням свободы или применяются солиды с 6-ю степенями свободы?

 

esurf - This option is valid only with TARGE169, TARGE170, CONTA171, CONTA172, CONTA173, CONTA174, CONTA176, CONTA177, HSFLD241, and HSFLD242 elements

[imt 59]

1 час назад, Fedor сказал:

В обычном ансисе без проблем стыкуются по совпадающим степеням свободы.

В принципе не проблема сделать базисные функции которые имели бы в разных узлах разные степени свободы

В WB соединение beam-shell стыкуется по всем степеням. А в shell-solid?

Для солидного картера коробки передач тоже надо по всем степеням стыковать.

[imt 59]

 

Surface coating

Картинка из АНСИС 18.2

В свойствах Stiffness Behavior написано Stress Evaluation Only - наверное, по всем степеням свободы стыкуют?

Изменено 31 августа 2018 пользователем imt

[Fedor 1 597]

20 часов назад, imt сказал:

В WB соединение beam-shell стыкуется по всем степеням. А в shell-solid?

Для солидного картера коробки передач тоже надо по всем степеням стыковать.

Так в оболочках и балках есть и производные в качестве степеней свободы, а в объемных нет. Вот и стыкуются только по существующим. Для того чтобы получить недостающие можно на объемные балочные навесить или оболочечные в качестве прослойки. Это если по простому, по крестьянски, а если грамотно, то нужны специальные элементы у которых в нужных узлах есть все нужные степени свободы. А в ненужных нет. То есть нужно семейство из которого программа б выбирала видя что стыкуется с эрмитовыми элементами :)

[imt 59]

Если грамотно, то можно по-крестьянски все солидные элементы с 6-ю степенями сделать. Только насколько это необходимо в реальных задачах (тот же картер, например)?

Вся надежда на счастливых обладателей R18.2.

Вдруг они посмотрят как surface coating устроен, и сразу всем расскажут.

[Fedor 1 597]

Можно. Но обычно в программах этого нет насколько знаю. :)

[imt 59]

6 часов назад, imt сказал:

...можно по-крестьянски все солидные элементы с 6-ю степенями сделать...

43 минуты назад, Fedor сказал:

обычно в программах этого нет насколько знаю

 

Никогда так не делал, но имел ввиду SOLID73 3-D 8-Node Structural Solid with Rotations.

Я чего-то совсем не понимаю?

[Fedor 1 597]

Надо смотреть описание элемента и что имеют ввиду под вращениями … Можно элементарно проверить. Сделать фрагмент консольной балки из трехмерных, приделать фрагмент моделирующий балку оболочками. Если не превратится в механизм значит есть производные в качестве степеней свободы...

[soklakov 1 475]

В 01.09.2018 в 13:32, imt сказал:

Если грамотно, то можно по-крестьянски все солидные элементы с 6-ю степенями сделать. Только насколько это необходимо в реальных задачах (тот же картер, например)?

примерно настолько, насколько модель Коссера необходимее модели Коши. история подсказывает, что не очень.

а вообще, взяли бы, да проверили бы. для картера-то хотя бы.

 

[imt 59]

Проверяю в R15 и R17.

Кто проверит R18?

[soklakov 1 475]

39 минут назад, imt сказал:

Проверяю в R15 и R17.

Кто проверит R18?

выкладывайте результаты, проект, что там еще есть. на следующей неделе смогу прогнать в 19.

18 уже неактуальна)

[imt 59]

Ok. Правда, быстро не получится (командировка, отпуск и т.п.)

За предложение поучаствовать - большое спасибо!