Расчет балки в среде PDE Modeler (Matlab).

[VICT0R_1945 21]

Всем привет.

Сегодня хочу рассказать о том, какие простенькие расчеты можно делать и при этом учится грамотности описания задачи.

Ни для кого не секрет, что интерфейс ANSYS APDL в полной мере не позволяет писать скрипты для решения задачи непосредственно внутри самого себя. И основная проблема эта консоль. Да в нее можно вбить код, но это не удобно. Поэтому часто приходится использовать стороннее ПО (Блокнот, Atom, Sublime Text 3 или как это делаю я Word).

Ничего сверхполезного это не дает за исключением того, что все нужные операции мы прописываем непосредственно в наш текстовый файл, а всю ненужную промежуточную ерунду оставляем в LogFile.

Итак представляю вашему вниманию аналог Ансис, пускай пока и не сильный, но уже умеющий решать к примеру вот такие задачи:

Сам лично провел тест насколько адекватно программа при FREE-сетке.

P.S. Сам решил не выбирать размер КЭ, т.к. программа сильно начинает лагать и жрать не в себе при пользовательском выборе, а я сетке по умолчании в принципе доволен для качественной оценочной задачи.

 

Решается осевое сжатие вдоль оси X, с закреплением по всем 3 осям противоположной поверхности.

 

Сам код в Матлаб выглядит так:

 

>> model = createpde('structural','static-solid');
>> importGeometry(model,'C:\Users\Victor\Documents\Matlab_Ansys\Balka_SW\Balka_SW.STL');
>> figure
pdegplot(model,'FaceLabels','on')
view(0,0);
title('Bracket with Face Labels')
>> structuralProperties(model,'YoungsModulus',2.17e+11,'PoissonsRatio',0.28);
>> structuralBC(model,'Face',6,'Constraint','fixed');
>> structuralBoundaryLoad (model,'Face',5,'SurfaceTraction',[-25000;0;0]);
>> generateMesh(model);
>> figure
pdeplot3D(model)
title('Mesh with Quadratic Tetrahedral Elements');
>> result = solve(model)

>> minUX = min(result.Displacement.ux);
>> fprintf('Maximal deflection in the y-direction is %g meters.', minUX) 
>> figure
pdeplot3D(model,'ColorMapData',result.VonMisesStress)
title('von Mises stress')
colormap('jet')

 

3D-модель с обозначением поверхностей.

 

Результаты:

Скрытый текст

Matlab

 

ANSYS

 

 

[AlexKaz 1 821]

19 минут назад, VICT0R_1945 сказал:

интерфейс ANSYS APDL в полной мере не позволяет писать скрипты для решения задачи непосредственно внутри самого себя

Т.е. Вы показали одну единственную балку, докупив к 50 тыр. у.е. для ансиса матлаб за 100 тыр. у.е? Мне кажется, для одной балки слишком большая цена за такое дополнение к реальности =) Не, я не против творчества, особенно смену софта на фри очень бы оценил. Просто жизнь апдл-программера Вы не упростили потому как сути и концепта APDL не усвоили. Но ничего, время покажет нужен ли Вам APDL.

Скажу Вам по большому секрету, матлаб не заменит ни Лиру, ни Ансис, ни даже WolsinkFramework. Очень уж убог матлаб по сравнению с реальным МКЭ-софтом.

В прочем, я лично использовал Scilab для аналогичных целей. У меня почему-то получалось...

https://www.researchgate.net/publication/346595579_Dynamics_of_powered_electrical_engine_for_river_boat?_sg=bu4c7ZRQjJqupM9RpxRogzv46RP5u9m7d8C_Soglj1q9w8gLASugZUI4RikOTrQY1hVSS808JXTSkRutUdS4Aa3zqluPai6KhiZ0BQP4.0-zg4xG4jI40RhsTl8RIwrOJfrDbuK1fDwude7FpKan-UUNGBa1cr9p43cijz2fo4-Trt-AExt6-tx2KWIp4xw

Изменено 6 декабря 2020 пользователем AlexKaz

[VICT0R_1945 21]

@AlexKaz Да пока это сырой продукт, но в будущем с его простым синтаксисом он может нормально так ворваться, вообще передо мной стояла другая задача, но походу ее разбора наткнулся на такие возможности и удивился насколько здесь более просто описание подобия хелпа и насколько большой функционал для казалось бы не профильного, отнюдь не профильного приложения. 

Есть FEM от партнеров компании Аскон, так вот он намного менее профессиональный, хотя по идеи должно быть наоборот. В нем я делал попытки расчета шатуна на устойчивость, примерно то что в вашей работе, насколько достоверный результаты сказать не могу, но изгибные формы посмотреть можно и по скорости намного быстрее, чем в Ансис, но программа также кушает не в себя при той же сетки, что в ансис (подразумеваю, что связанно это внутренним размеров КЭ).

[AlexKaz 1 821]

51 минуту назад, VICT0R_1945 сказал:

но в будущем с его простым синтаксисом он может нормально так ворваться

Синтаксис интересен в последнюю очередь. Важна структура и продуманность кода. ANSYS APDL успешен именно благодаря им. И потом, невозможно автоматизировать всё, от создания геометрии до постпроцессинга.

APDL сам по себе довольно сильно отличается от собратьев. Он предложил коротким и ёмким кодом несколько интересных возможностей:

1) макросы над всеми процедурами

2) доступен абсолютно любой функционал МКЭ, можно вытащить любые переменные из конечного элемента

3) автогенерация геометрия, в т.ч. очень сложной

4) автогенерация сетки, сеток, сложных сеток

6) решатель можно перепрограммировать.

7) библиотека конечных элементов, материалов, решателей, физматпроцессов...

 

А теперь сравните эти пункты с матлабовской либой. Надеюсь, Вы поймёте почему либа эта для меня крайне убога. В ней только элементарные вещи где-то годов так 50-60-х.

 

Если Вы реально хотите увидеть что будет если развить непродуманный "говнокод" - посмотрите в сторону Code_Aster. Это софт реально хороший, но не для всех. Так сказать, матлабовская либа лет через 20.

 

Изменено 6 декабря 2020 пользователем AlexKaz

[статист 608]

Такое же баловство есть и в Mathematica https://www.wolfram.com/mathematica/new-in-10/pdes-and-finite-elements/structural-mechanics-in-3d.html

Виктор, почему бы Вам не попробовать deal.II на C++ https://www.dealii.org/ , если вы любите программировать?

[VICT0R_1945 21]

3 часа назад, статист сказал:

Такое же баловство есть и в Mathematica https://www.wolfram.com/mathematica/new-in-10/pdes-and-finite-elements/structural-mechanics-in-3d.html

Виктор, почему бы Вам не попробовать deal.II на C++ https://www.dealii.org/ , если вы любите программировать?

Попробую, побалуюсь. Спасибо!

[Fedor 1 597]

Цитата

 ПО (Блокнот, Atom, Sublime Text 3 или как это делаю я Word)

Лучше всего по опыту Notepad++ Позволяет работать со столбиками что для APDL и автогада очень удобно. Ну и программировать можно как тут делал   :)