Как заменить матрицу жёсткости в ANSYS

[Igoshechka 1]

Необходимо провести расчёт для одномерной задачи со скачком. Есть стержень с областями  V1 и V2, между ними граница. На границе узлы имеют двойную нумерацию. Есть два способа, первый - прописать в ANSYS условие контакта на границе, но я не знаю как это сделать. (Буду рад, если кто-нибудь подскажет.) Знаю, что условие контакта имеет вид:

u_i (на левой границе) = u_i (на правой границе) - U_i, где U_i - скачок в перемещениях, который задан по условию задачи.

 

Т.к. не нашёл способ прописать условие контакта в ANSYS, то был выбран способ извлечения глобальной матрицы жёсткости из ANSYS, её модификации и загрузке обратно.

 

Я получил из ANSYS Mechanical APDL глобальную матрицу жёсткости с помощью следующих двух команд:
*DMAT, MatKD, D, IMPORT, FULL, file.full, STIFF
*PRINT, MatKD, Kdense.matrix

 

После чего отредактировал её и хочу загрузить обратно. Какие команды для этого использовать?

Также есть ещё один вопрос: как получить из ANSYS вектор нагрузки F? (Который используется вместе с матрицей жёсткости A*U=F.)

Заранее спасибо.

[Nikon6260 20]

Команда "CE". 

Изменено 28 ноября 2022 пользователем Nikon6260

[Fedor 1 597]

"одномерной задачи со скачком" скачек чего ?  :)

[soklakov 1 475]

21 час назад, Igoshechka сказал:

Т.к. не нашёл способ прописать условие контакта в ANSYS, то был выбран способ извлечения глобальной матрицы жёсткости из ANSYS, её модификации и загрузке обратно.

Охохо)

[Igoshechka 1]

8 часов назад, Fedor сказал:

"одномерной задачи со скачком" скачек чего ?  :)

Скачок перемещений и напряжений

[Fedor 1 597]

То есть контактная задача, видимо. coupling и вперед. При этом для удобства лучше разнести подальше поверхности и обеспечить связи между сходственными узлами. Если только напряжений, то достаточно задать разые модули упругости для элементов. 

[soklakov 1 475]

27.11.2022 в 14:59, Igoshechka сказал:

Т.к. не нашёл способ прописать условие контакта в ANSYS

Лучше поясните что надо.

Если обычный контакт - это не сложно.

[Igoshechka 1]

Хотелось бы немного обновить информацию.
Скачок - это заранее известная функция, которую необходимо добавить к СЛАУ в методе конечных элементов.
Предложенная ранее команда CE позволяет задать скачок в перемещениях, но только для статического случая. Я нашёл команду CECMOD, которая позволяет изменять значение константы в CE при решении, но в HELP крайне скудное описание того, как это реализуется (куда нужно нажать или что ввести?). А вот как задать скачок в усилиях (напряжениях) так найти и не удалось (как я понял это можно сделать как раз таки только преобразованием матрицы), поэтому вопрос того, как загрузить обратно в ANSYS изменённую матрицу остаётся актуальным.

Заранее спасибо за ответ.

[soklakov 1 475]

54 минуты назад, Igoshechka сказал:

Скачок - это заранее известная функция, которую необходимо добавить к СЛАУ в методе конечных элементов.

Есть вероятность, что если вы сможете объяснить, что за физика стоит за этим скачком, то все окажется проще, чем пыхтеть с матрицами напрямую.

[Flint_ru 57]

28.11.2022 в 16:58, Igoshechka сказал:

Скачок перемещений и напряжений

Т.е. у вас нарушается условие неразрывности? Иначе говоря, у вас два тела. Тогда о каком скачке напряжений вы говорите? По какому закону эти два тела взаимодействуют друг с другом?

[soklakov 1 475]

27.11.2022 в 14:59, Igoshechka сказал:

первый - прописать в ANSYS условие контакта на границе, но я не знаю как это сделать.

А ведь прописать контакт совсем несложно))

[Igoshechka 1]

19 минут назад, soklakov сказал:

А ведь прописать контакт совсем несложно))

Я уже отвечал выше, что разобрался с тем, как реализовать скачок в перемещениях с помощью команды CE, но она не позволяет реализовать скачок в усилиях. Если вы сможете мне объяснить, как это сделать буду благодарен.

 

5 часов назад, Flint_ru сказал:

По какому закону эти два тела взаимодействуют друг с другом?

По всем законам теории упругости.

[Fedor 1 597]

Цитата

но она не позволяет реализовать скачок в усилиях

Перейдите к деформациям от напряжений через закон Гука, а от деформаций к перемещениям

Цитата

По всем законам теории упругости.

:) 

Изменено 20 декабря 2022 пользователем Fedor

[soklakov 1 475]

2 часа назад, Igoshechka сказал:

Я уже отвечал выше, что разобрался с тем, как реализовать скачок в перемещениях с помощью команды CE, но она не позволяет реализовать скачок в усилиях. Если вы сможете мне объяснить, как это сделать буду благодарен.

Контакт это не СЕ.

Я знаю, как организовать контакт(и далеко не я один), но не уверен, что это то, что вам нужно.

Потому что вы рассказываете про скачок напряжений и перемещений на границе, а не про физику задачи.

Вы спрашиваете как вытянуть и подставить обратно матрицу жёсткости, но не говорите к примеру "у меня кубик толкает кубик, там на границе получается скачок напряжений потому что..." Я хз почему, вас лучше знать.

 

Ещё разок: если вам нужно организовать контакт двух тел - это просто, но я бы отправил вас в ВБ, там проще.

Если же нужен скачок напряжений, который не имеет под собой физики - может вы и на верном пути.

 

2 часа назад, Igoshechka сказал:

По всем законам теории упругости.

А что вы получаете в Гугле, если забиваете "contact apdl"?

Мне выдает видяха на три минуты. Не смотрел, но думаю она по теме.

[Igoshechka 1]

55 минут назад, soklakov сказал:

А что вы получаете в Гугле, если забиваете "contact apdl"?

Я видел это видео ранее, и, на сколько могу судить, это не то, что нужно.

Возможно стоит попробовать ещё раз более развёрнуто.
Рассматривается задача в рамках линейной теории упругости с заданными скачками искомых функций.

 

Исходная постановка задачи: Имеется сооружение и основание между которыми проходит граница контакта. В основании действует сейсмический источник о котором ничего неизвестно, известны только сейсмограммы на дневной поверхности. Все другие возмущающие факторы отбрасываются для упрощения задачи. В этой постановке две проблемы: проблема источника (о котором ничего неизвестно) и проблема оттока волн (т.к. на границе контакта волны должны проходить друг через друга, не мешая).

 

В процессе преобразования этой постановки: вычитания из общей постановки (в которую входят сооружение и основание) постановки для основания (без сооружения), получается новая, в которой уже нет источника в основании, а единственным источником возмущения являются скачки в перемещениях и усилиях на самой границе и они известны. Скачки входят в условие контакта.
Новая задача заключается в нахождении решения возникшего от скачков.
 

Эти условия контакта мне и необходимо учесть в ANSYS.

 

 

[AlexKaz 1 822]

22 часа назад, Igoshechka сказал:

как задать скачок в усилиях (напряжениях) так найти и не удалось

Первое решение - просто забить на упрощения и решать полную задачу безо всяких упрощений и подразделений на фундаменты и не фундаменты. компы сегодня быстрые, можно себе позволить. вряд ли у Вас что-то монструозное. ну, будет считать на 10 минут, а 10 часов - ничего страшного, привыкните. Возможно потребуется решать оптимизационную задачу. Это Вам придётся доказывать, что Вы специалист, а не нам.

Второе решение - бить задачу на transient с мелким шагом. На шаге самостоятельно формируете или берёте с предыдущего этапа в нужных элементах (области) напряжения, деформации, скорости, перемещения и закидываете в нужные узлы/элементы новые значения, которые потребуются.

Если есть непонятки по пункту 1 и 2 - можно начать выполнять и то, и то с реализации ПИД-регулятора - сразу триллион задач упрощает в мгновение.

1 час назад, Igoshechka сказал:

единственным источником возмущения являются скачки в перемещениях и усилиях на самой границе и они известны

Вам бы не с большой задачи начать, а на клочке бумаги формализовать что Вы вообще хотите? Понимаете, Вы не в софте чё-то делаете, а уравнения решаете. Начните с них.

Давайте прикинем. По заветам Ньютона:

dF=da*m=dddx*m =ddx*C= k*dx =... =... =..

Вы можете задать ускорение в узле на границе, какое захотите? Да. Вы можете задать скорость <//>? Да. Вы можете задать перемещение <//>? Да.

Далее мысль сами разовьёте, глядя на вот это равенство выше? Вам Fedor всё подсказал.

 

 

[Fedor 1 597]

Цитата

на границе контакта волны должны проходить друг через друга, не мешая

Суперпозицию в линейных задачах никто не отменял... 

[AlexKaz 1 822]

27.11.2022 в 05:59, Igoshechka сказал:

Я получил из ANSYS Mechanical APDL глобальную матрицу жёсткости с помощью следующих двух команд:
*DMAT, MatKD, D, IMPORT, FULL, file.full, STIFF
*PRINT, MatKD, Kdense.matrix

 

После чего отредактировал её и хочу загрузить обратно. Какие команды для этого использовать?

Также есть ещё один вопрос: как получить из ANSYS вектор нагрузки F? (Который используется вместе с матрицей жёсткости A*U=F.)

Эээ, если у Вас на руках полные матрицы - а чего сами то не возьмёте и не решите задачу? Матлаб-Сайлаб-Фортран-numpy - десятки-сотни способов решения. Метод Ньюмарка нагуглите наконец.

 

Как извлечь вектор сил? Например, через *get можно пройтись в цикле по всем узлам и попробовать вытащить нужное. Аналогично, через *vget (вроде).

Вектор сил командой вроде бы задаётся через *VEC, RHS, ...

 

Загрузка матриц той же командой

DMAT,,,IMPORT,APDL

Изменено 20 декабря 2022 пользователем AlexKaz

[AlexKaz 1 822]

Здесь предлагают прожмякать ряд меню чтобы вытащить вектор сил https://web.engr.uky.edu/~jbaker/ANSYS-Stiffness_Matrix-v8p1.pdf

 

 

ANSYS-Stiffness_Matrix-v8p1.pdf

[soklakov 1 475]

3 часа назад, Igoshechka сказал:

Возможно стоит попробовать ещё раз более развёрнуто.

Обратите внимание насколько лучше фидбек)

3 часа назад, Igoshechka сказал:

В процессе преобразования этой постановки

Соглашусь с Александром, что может проще в лоб решать с обычным контактом.

Ладно проще - нагляднее и прозрачнее. И поле для ошибок меньше.

4 часа назад, Igoshechka сказал:

единственным источником возмущения являются скачки в перемещениях и усилиях на самой границе и они известны. Скачки входят в условие контакта.

Я может туплю, конечно, но кажется после преобразования у вас больше нет контакта, а есть граница. На границе нет скачков, там просто граничное условие.

2 часа назад, Fedor сказал:

Суперпозицию в линейных задачах никто не отменял... 

А контакты - нелинейная задача)

4 часа назад, Igoshechka сказал:

проблема оттока волн (т.к. на границе контакта волны должны проходить друг через друга, не мешая).

Неотражающие ГУ?

А то через контакт-то, который размыкаться может, без отражений волна не пройдет.

Откуда возникает вопрос, а понимаем ли под "контактом" одно и то же. Может вам нужно просто сетки связать? И нет там контакта на самом деле..