Jump to content

Топологическая оптимизация


Recommended Posts

ethiopian

Коллеги, проконсультируйте, если несложно.
Непосредственно перед процессом топологической оптимизации создаётся так называемый "родительский расчёт": т.е. импортируется деталь из CAD, задаются начальные и граничные условия, генерируется КЭ сетка и далее выполняем расчёт.
Попадалось требование, что перед проведением оптимизации конструкции необходимо изменить тип конечных элементов одним из способов: трансформировав их либо перестроением вновь (могу ошибаться в терминологии). Данная операция проводится автоматически, без участия пользователя
1. С чем это связано? Есть гипотеза, что это зависит от метода топологической оптимизации.
2. Посоветуйте литературу где можно подробнее про это почитать

Link to post
Share on other sites


UnPinned posts
karachun

Вы бы сперва указали в каком софте работаете.

 

9 часов назад, ethiopian сказал:

Попадалось требование, что перед проведением оптимизации конструкции необходимо изменить тип конечных элементов одним из способов

Можете это требование привести, как оно изначально звучало. Имеется в виду линейные и параболические, верно?

 

9 часов назад, ethiopian сказал:

1. С чем это связано? Есть гипотеза, что это зависит от метода топологической оптимизации.

У меня пока гипотеза что это бред сивой кобылы. Возможно кто-то так делал определенную конструкцию, например человек не умеет строить сетку сразу со срединными узлами вот он и переделывает ее уже после создания. Потом человек написал туториал и другие человеки за ним повторяют.

 

Тем более вы сами говорите что это перестроение происходит без участия пользователя. Так зачем о нем беспокоиться?

 

Например в Ansys CFX, внуктри решателя, с сеткой такие метаморфозы происходят что волосы дыбом встают. Но от пользователя это скрыто и пользователь на это вообще никак не влияет.

9 часов назад, ethiopian сказал:

Непосредственно перед процессом топологической оптимизации создаётся так называемый "родительский расчёт": т.е. импортируется деталь из CAD, задаются начальные и граничные условия, генерируется КЭ сетка и далее выполняем расчёт.

Эти шаги должны выполняться и если топологическую оптимизацию не делают. Решатель работает с сеткой а не геометрией. Пользователь должен ее создать. И желательно создать хорошо.

Link to post
Share on other sites
ethiopian
8 часов назад, karachun сказал:

Эти шаги должны выполняться и если топологическую оптимизацию не делают. Решатель работает с сеткой а не геометрией. Пользователь должен ее создать. И желательно создать хорошо.

Это само собой) Просто описал последовательность.

8 часов назад, karachun сказал:

Можете это требование привести, как оно изначально звучало. Имеется в виду линейные и параболические, верно?

Дословно, к сожалению, не могу... Был акцент на то, что тип конечных элементов меняется и что-то про вектор.. грань.. 

 

8 часов назад, karachun сказал:

Тем более вы сами говорите что это перестроение происходит без участия пользователя. Так зачем о нем беспокоиться?

Пытаюсь разобраться в механизмах и найти наиболее оптимальную методику для выполнения оптимизации. Поэтому интересны такого рода нюансы

Link to post
Share on other sites
karachun

@ethiopian В каком пакете вы работаете?

 

2 часа назад, ethiopian сказал:

Был акцент на то, что тип конечных элементов меняется и что-то про вектор.. грань..

Может быть вообще все что угодно. Получается делай то не знаю что.

 

Не забивайте этим себе голову.

Edited by karachun
Link to post
Share on other sites
piden
2 minutes ago, karachun said:

В каком пакете вы работаете?

Судя по географии постов - в NX Nastran...

Link to post
Share on other sites
karachun
7 минут назад, piden сказал:

NX Nastran...

Вот, так. Приходится быть частным детективом и оказывать помощь вопреки воле спрашивающего.

 

Я в NX Nastran пробовал выполнять оптимизацию и никаких требований по типу элементов не находил. Вроде там все работает и со срединными и с линейными. Но это не точно.

При топологической оптимизации используют штатные решатель для нахождения НДС, это вот сам оптимизатор, который отсекает лишнее - вот он является сторонней программой, по сути. Его взяли у какой-то немецкой фирмы, вроде как Tosca чего-то там.

 

Собственно это и логично, почему должно быть иначе?

 

@ethiopian по вопросу литературы - вот есть одна книжечка, в ней должно быть про оптимизацию.

https://media.plm.automation.siemens.com/ru_ru/nx/book/NX-CAE-book.pdf

 

Ну и еще есть разные вебинары на ютубе. Ищите и найдете.

Edited by karachun
Link to post
Share on other sites
ethiopian
28 минут назад, karachun сказал:

Может быть вообще все что угодно. Получается делай то не знаю что.

Спасибо, вроде разобрался.

Суть в том, что в APM FEM два вида конечных элементов 4-х и 10-ти узловые тетраэдры. Но 10-ти узловые раскладываются в решателе - "виртуально".

Поэтому им необходимо их переобрабатывать.

Вы правильно отметили в самом начале, нужны параболические КЭ

В общем, это особенности ПО

Спасибо!

2 минуты назад, karachun сказал:

А почему вы тогда создали вторую тему в разделе NX?

Ошибся)

Link to post
Share on other sites
karachun

@ethiopian Тогда могу посоветовать только справку самого APM FEM. Там это должно быть описано.

 

30 минут назад, ethiopian сказал:

Вы правильно отметили в самом начале, нужны параболические КЭ

Если сетка достаточно мелкая то и линейные тетры тоже буду работать нормально.

Ну то есть все считают сто сетка со срединными узлами лучше и это так есть. Но это не значит что линейные элементы вообще не работают. Или считают неправильно. Просто их нужно побольше.

Edited by karachun
Link to post
Share on other sites
soklakov
13 часов назад, karachun сказал:

Тогда могу посоветовать только справку самого APM FEM.

могу предложить контакты разрабов)

Link to post
Share on other sites
karachun

@soklakov Классно, но вроде как не нужно.

Загуглиил я руководство APM FEM и нашел там целый алгоритм выполнения топологической оптимизации.

Ни про какое изменение типов элементов там речи не идет.

@ethiopian В общем, видимо, враки это все про типы элементов. Если кто будет с вас их требовать то посылайте его на официальное руководство пользователя.

Image 3.png

 

P.S. Еще бы стоило спросить почему вы @ethiopian, как пользователь APM FEM не удосужились первым делом поискать в документации. Но видя что вы задаете вопросы по APM FEM в разделе по NX, я этого делать не буду.

 

Успехов в труде.

  • Нравится 2
Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
1 час назад, karachun сказал:

.@ethiopian В общем, видимо, враки это все про типы элементов.

Не видимо а враки.:biggrin:

И это понимает любой расчетчик который занимался оптимизацией...

Link to post
Share on other sites
ethiopian
3 часа назад, karachun сказал:

P.S. Еще бы стоило спросить почему вы @ethiopian, как пользователь APM FEM не удосужились первым делом поискать в документации. Но видя что вы задаете вопросы по APM FEM в разделе по NX, я этого делать не буду.

С чего вы взяли, что руководство пользователя мной было не изучено? В том то и дело, что ответа на свой вопрос я там не нашел. Также не нашел его и в вебинарах.

В ветку по NX попал случайно - т.к. тупо гуглим форумы по CAE и почему-то забросило именно туда вначале, собственно поэтому продублировал потом вопрос сюда..

 

PS если создадите какую-нибудь простенькую деталь в APM FEM и разобьете сетку из 10-ти узловых тетраэдров, а затем в информации по сетке посмотрите кол-во узлов, то поймёте что я имел ввиду выше. 

 

PSS за лит-ру спасибо

Link to post
Share on other sites
karachun
6 минут назад, ethiopian сказал:

PS если создадите какую-нибудь простенькую деталь в APM FEM и разобьете сетку из 10-ти узловых тетраэдров, а затем в информации по сетке посмотрите кол-во узлов, то поймёте что я имел ввиду выше. 

Можете это скриншотами показать? А то чтобы мне это повторить - нужно Компас скачивать.

Link to post
Share on other sites
karachun

@ethiopian Пока 10 сообщений не наберете то только по ссылке. Если ссылка ведет на сам файл то она вставится как картинка.

Link to post
Share on other sites
ethiopian

Bs0Vf9W

3 минуты назад, karachun сказал:

Пока 10 сообщений не наберете то только по ссылке. Если ссылка ведет на сам файл то она вставится как картинка.

https://ibb.co/Bs0Vf9W 

 

Не знаю, откроется или нет

Link to post
Share on other sites
karachun

Ссылка работает. Вот можно даже саму картинку вставить если открыть изображение, чтоб адресная строка заканчивалась на .jpg.

https://i.ibb.co/12Ff0ky/10.jpg

10.jpg

Теперь поясните что вас смущает.

Link to post
Share on other sites
ethiopian
Только что, karachun сказал:

Теперь поясните что вас смущает.

Кол-во узлов

Их должно быть гораздо больше для данного типа КЭ

Link to post
Share on other sites
karachun

Сколько узлов будет если построить сетку из четырехузловых элементов?

 

5 минут назад, ethiopian сказал:

Их должно быть гораздо больше для данного типа КЭ

Обоснуйте.

Edited by karachun
Link to post
Share on other sites
ethiopian

https://ibb.co/VYBBVjR 

5 минут назад, karachun сказал:

Сколько узлов будет если построить сетку из четырехузловых элементов?

 

5 минут назад, karachun сказал:

Обоснуйте.

Это субъективное мнение.. Учитывая общие узлы, считаю что для 10-и узловых эл-тов их должно быть больше

Я думаю, что дело в сеточном генераторе: 10-ти узловые здесь "виртуальные"

Link to post
Share on other sites
karachun

@ethiopian Только там и число элементов стало другим. Это на автомате так построилось.

 

 

Я вот взял кубик и замешил и получил 16.1 тыс элементов и 23.6 тыс. узлов. Примерно как и на вашей первой картинке.

 

Получается вы обвиняете мешер что он вам узлов не докладывает но обосновать это не можете.

При чем у себя в Фемап я эти мидноды вижу, т.е. я уверен что они есть.

Image 1.png

6 минут назад, ethiopian сказал:

Это субъективное мнение.. Учитывая общие узлы, считаю что для 10-и узловых эл-тов их должно быть больше

Я думаю, что дело в сеточном генераторе: 10-ти узловые здесь "виртуальные"

Не, это вы неправильно считаете, у вас глазомер сбит. В солид сетке всегда есть много общих узлов.

 

Сделайте кубик, задайте ему одни и те же размеры, чтоб число элементов было одинаковым и смотрите - будет ли большая разница в числе узлов для 4 и 10 узловых тетр.

Link to post
Share on other sites
ethiopian
7 минут назад, karachun сказал:

Получается вы обвиняете мешер

Да никого и ничего я не обвиняю.

Просто пытаюсь разобраться в интересующем меня вопросе. 

PS попробую вернуться к истокам и найти дословно то требование, которое изначально попытался сформулировать в вопросе. Возможно я неправильно понял формулировку и исказил её в своём вопросе. Отпишу сюда потом

Вам спасибо за ответы

Link to post
Share on other sites
karachun
10 минут назад, ethiopian сказал:

Просто пытаюсь разобраться в интересующем меня вопросе. 

Тогда смотрите.

Вот сетка из 10 узловых тетраэдров, вы видите какое там соотношение элементов к узлам (слева внизу я красным обвел).

Image 1.png

А вот та же сетка с 4 узловыми элементами. Видите что узлов стало намного меньше. Видите какое теперь есть соотношение.

Image 2.png

И в ваших сетках то же самое. Примерно.

 

При этом вы своими глазами видите что в первом случае промежуточные узлы есть а во втором нет. То есть срединные узлы это не фикция, не выдумка и не мираж. Они есть на самом деле, они существуют.

 

Какие еще могут быть вопросы?


А что касается того требования - возьмите и распечатайте руководство пользователя APM FEM. Когда вас в следующий раз потребуют - раскройте его на странице с описанием топологической оптимизации и в таком раскрытом виде наденьте требовательщику на голову.

Edited by karachun
Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
31 минуту назад, ethiopian сказал:

Просто пытаюсь разобраться в интересующем меня вопросе.

Для этого модель нужно сгенерировать 4-х узловыми тетраэдрами и 10-ти узловыми. И анализировать количество узлов.

изображение_2021-02-04_094520.png

Количество узлов = 4941
Количество элементов = 13182
Тип КЭ = 64. Четырехузловой объемный тетраэдр. Количество = 13182

 

 

Количество узлов = 19683
Количество элементов = 13182
Тип КЭ = 24. Десятиузловой объемный тетраэдр. Количество = 13182

Edited by ДОБРЯК
Link to post
Share on other sites
piden
6 minutes ago, ДОБРЯК said:

Для этого модель нужно сгенерировать 4-х узловыми тетраэдрами и 10-ти узловыми. И анализировать количество узлов.

Вообще-то вопрос, в котором ТС делает попытку разобраться, звучал как:

On 2/2/2021 at 12:18 PM, ethiopian said:

Попадалось требование, что перед проведением оптимизации конструкции необходимо изменить тип конечных элементов одним из способов: трансформировав их либо перестроением вновь (могу ошибаться в терминологии). ....
1. С чем это связано?

 

Но понимаю: кубики - ваша специализация, сложно было устоять :biggrin:

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
4 минуты назад, piden сказал:

Но понимаю: кубики - ваша специализация, сложно было устоять

@piden оптимизацию можно проводить на любом типе КЭ. Тем более что это не кубики а тетраэдры.:biggrin:

Количество узлов = 4941
Количество элементов = 13182
Тип КЭ = 64. Четырехузловой объемный тетраэдр. Количество = 13182


Количество узлов = 19683
Количество элементов = 13182
Тип КЭ = 24. Десятиузловой объемный тетраэдр. Количество = 13182


Количество узлов = 66197
Количество элементов = 13182
Тип КЭ = 34. Двадцатиузловой объемный тетраэдр. Количество = 13182

@piden алгоритмы оптимизации никак не связаны с типом КЭ.

Делаете параметрическую модель. И нажимаете кнопку.

И если направленный поиск то это будет существенно быстрее.

Если оптимизировать гаечный ключ то в месте приложения силы на выходе  будет лезвие бритвы.:biggrin:

Link to post
Share on other sites
piden
7 minutes ago, ДОБРЯК said:

оптимизацию можно проводить на любом типе КЭ.

На порошковых элементах тоже можно? Или это уже класс решаемых задач?)

 

image.png

 

 

15 minutes ago, ДОБРЯК said:

Делаете параметрическую модель. И нажимаете кнопку.

Как выглядит ваша параметрическая модель для топологической оптимизации?)

Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
19 минут назад, piden сказал:

На порошковых элементах тоже можно?

Алгоритмы оптимизации никак не связаны с МКЭ. 

@piden так понятно вам...:biggrin: 

22 минуты назад, piden сказал:

Как выглядит ваша параметрическая модель для топологической оптимизации?

Мне с какого уровня вам объяснять шутничок...

Или вы количество просмотров увеличиваете???:biggrin:

Link to post
Share on other sites
piden
24 minutes ago, ДОБРЯК said:

Мне с какого уровня вам объяснять шутничок...

Ваши "объяснения" с любого уровня будет угарно послушать. Начинайте.

Имеются подозрения, что вы даже значение слова "топологическая" в заголовке темы не понимаете.

Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
13 минут назад, piden сказал:

Имеются подозрения, что вы даже значение слова "топологическая" в заголовке темы не понимаете.

Если вы господин @piden считаете что я не понимаю значение слова "топологическая" и именно это является ключевым в вопросе про типы КЭ. 

То объясните значение  слова "топологическая" в заголовке темы.:biggrin:

Вы то как понимаете значение  слова "топологическая". 

Link to post
Share on other sites
  • 3 weeks later...
soklakov
04.02.2021 в 09:09, ethiopian сказал:

Это субъективное мнение.. Учитывая общие узлы, считаю что для 10-и узловых эл-тов их должно быть больше

Вы сказали "считаю". А как считаете?

 

чтобы примерно представить себе, какое количество узлов получится, нужно рассмотреть один элемент из толщи модели.

и далее посмотреть, сколько общих элементов у каждого узла.

 

для примера, плоская сетка из ровненьких четырехузловых квадратиков.

один элемент имеет четыре узла, каждый узел принадлежит четырем элементам. итого: на каждый элемент один узел.

 

если же речь пойдет об объеме и простых четырехузловых тетраэдрах, то каждый узел является общим примерно для 12-ти элементов. примерно - потому что сетка необязательно регулярная как на картинках выше. итого, на каждый элемент 4/12=1/3 узла. то есть количество узлов в три раза меньше количества элементов. это приблизительно, так как у внешних элементов ситуация чуть меняется, но для массивной детали весьма точная оценка. если деталь ближе к оболочке, то процент элементов с бОльшим колчеством узлов на элемент будет больше (соседей ведь меньше).

 

10-узловой тетраэдр... в вершинах, опять же, около 1/12 узла, на серединах сторон около 1/6 узла. итого на  один элемент: 1,3333 узла. верно ж?

 

сверим с числами на картинках @karachun

 

23115/15332=1.507 > 1.333. Достаточно близко?

 

3240/15332=0,21 <0.333. Тут, коненчо, разница больше, если смотреть в процентах, но в целом видно, что если ожидания строить праивльно, то они совпадают с реальностью с неплохой точностью. А если вспомнить, что мы делаем допущение о том, что все элементы лежат в толще - так точность просто великолепна.

04.02.2021 в 09:58, ДОБРЯК сказал:

Если оптимизировать гаечный ключ то в месте приложения силы на выходе  будет лезвие бритвы.

кажется, за этой фразой целая история. Расскажете?

  • Нравится 2
Link to post
Share on other sites
ethiopian
13 часов назад, soklakov сказал:

3240/15332=0,21 <0.333. Тут, коненчо, разница больше, если смотреть в процентах, но в целом видно, что если ожидания строить праивльно, то они совпадают с реальностью с неплохой точностью. А если вспомнить, что мы делаем допущение о том, что все элементы лежат в толще - так точность просто великолепна.

Все верно

Да и более опытные товарищи уже выше мне все объяснили по этой части, а также то, что мое предположение было неверно

Но от сути насущного вопроса мы ушли куда-то в сторону

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
20.02.2021 в 08:05, ethiopian сказал:

Но от сути насущного вопроса мы ушли куда-то в сторону

А в чем там суть?

Сделайте две сетки - со срединными узлами и без и оптимизируйте их. Если результат будет одинаков значит это требование излишне.

Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.



  • Сообщения

    • k_v
      штука конечно подающая надежды, особенно простотой интеграции, но пока в ней нодов маловато, массивов нет, извлечения касательных векторов к пути нет, трансформов нет, для малейшей арифметической операции добавлять ноду тоже не выглядит особо изящно, надо иметь возможность вписывать блоки кода. Но конечно сильно разгружает юзера от объявления переменных, итераторов, циклов, идентификаторов и прочей программистской мути
    • Vdmitriev
      Добавлю, что у типичного руководитля стартапа ещё и решения довольно не слишком грамотные, испытываешь странные чувства - вроде и подчиняться надо, но ты ж понимаешь, что придётся делать ерунду. Да и про не афишируемую поддержку - это не только для США правда, но и для РФ. Вот это неожиданность, правда?))
    • Bot
      Ведущие отраслевые технологии Ansys сокращают инженерные затраты и значительно снижают время на разработку гоночных машин Red Bull Racing использует передовые решения для численного моделирования Ansys и продвинутую систему управления данными о материалах, для того чтобы быстро разрабатывать гоночные машины для Формулы-1. Основываясь на тринадцатилетнем сотрудничестве в качестве инновационных партнеров, Red Bull Racing и Ansys повышают производительность труда и сокращают время на проектирование, помогая инженерам быстрее создавать усовершенствованные конструкции автомобилей. У инженеров Red Bull Racing мало времени на планирование между соревнованиями, и команда должна работать с учетом короткого периода разработки, чтобы улучшать аэродинамические характеристики гоночной машины и сокращать время прохождения круга на несколько секунд. Команда использует Ansys Fluent и дополнительные CFD-решения Ansys. Они помогают инженерам улучшить дизайн аэродинамических элементов для [...] View the full article
    • frei
      апну тему  
    • Maik812
      Была такая херня, это из за сборки и встроенных апдейтов. Меняйте сборку на другую.
    • Maik812
      Ну и как много требовалось работать в 90-х/98/2008 ? Обычно все сворачивается.. Дедушка нет зависимости от интернета если то все будет работать, даже при ядерной войне, если есть Пилитричетво.
    • gudstartup
      Есть подпрограмма безопасного позиционирования пример вызова для FANUC G65 P9810 Z10 F3000 безопасное позиционирование вершины шарика над точкой касания на расстоянии 10 мм Вы для этого какую подпрограмму вызываете? Номера подпрограмм могут быть переопределены станкостроителем!
    • Maik812
      Как раз плагин и написан на Питоне.. для Компаса, поставь и проверь. Сайт автора плагина Kompas WDX  https://slaviationsoft.blogspot.com
    • gudstartup
      У вас есть каталог функций посмотрите сами я ничего подобного не нашел. Уверен только в одном там где есть J888 там нет J734
    • Viktor2004
      Странно. Как будто С без MACRO работать не будет
×
×
  • Create New...