Хитрые задачи в МКЭ и МДТТ

[waze4534 0]

Необходимо рассчитать предельную нагрузку на подвешенную емкость. Как провести анализ не ограничив геометрию емкости? 

[Jesse 963]

27 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Но как тогда в этом случае распределить (раскидать)) консольную силу по степеням свободы грани и изгибающие моменты до расчета.

в SW имеется возможность передачи усилий и моментов на грань различными способами, чтобы узлы на грани деформировались по-разному.. так, дефольный вариант (w=1=constant) эквивалентен случая, когда обычным способом прикладываем усилие на грань (не пауком). Rigid - когда грань перемещается и поворачивается как жёсткое целое (узлы на грани не деформируются). Также есть промежуточные варианты - квадратичное, кубическое распределение (пока не нашёл где это может пригодится)

Изменено 17 ноября 2020 пользователем Jesse

[ДОБРЯК 606]

20 часов назад, Jesse сказал:

в SW имеется возможность передачи усилий и моментов на грань различными способами, чтобы узлы на грани деформировались по-разному.. так, дефольный вариант (w=1=constant) эквивалентен случая, когда обычным способом прикладываем усилие на грань (не пауком).

Если задается давление, то через функции формы получают силы в узлах.

Но если задается сила на грань геометрической модели, то как распределить силу на грань в силы в узлах КЭ модели еще одна хитрая задача.

Есть такие программы в которых можно задать силу на грань. Что задается в СВ нужно смотреть документацию.

[Jesse 963]

@ДОБРЯКА разве это не так? чем больше точек интегр-я по Гауссу, тем более жёсткая конструкция. Но нам оно, как правило, не надо: потому что и считает дольше, и не в запас (Хотя на простых детальках разницы я вообще не увидел в статике)

[ДОБРЯК 606]

20 часов назад, Jesse сказал:

@ДОБРЯКА разве это не так? чем больше точек интегр-я по Гауссу, тем более жёсткая конструкция. Но нам оно, как правило, не надо: потому что и считает дольше, и не в запас (Хотя на простых детальках разницы я вообще не увидел в статике)

Не увидите вы разницы. Например для 4-х узловой мембраны количество точек 2х2. Если сделать 3х3, то ничего не изменится. Можно и 4х4, но жесткость не изменится.

Но для устранения ложных деформаций сдвига для этого элемента одна точка интегрирования, Но только для деформаций сдвига. Это такая химия, такой прием, но химия работает. Весь элемент нельзя интегрировать 1х1.

4-хузлвая мембрана жесткая на сдвиг.

Именно это называется пониженным порядком интегрирования.

Вы какую задачу решали и на каких элементах. Я не хотел в той теме вас спрашивать. Но меня удивили результаты. Опишите задачу.

 

[Jesse 963]

2 часа назад, ДОБРЯК сказал:

Вы какую задачу решали и на каких элементах. Я не хотел в той теме вас спрашивать. Но меня удивили результаты. Опишите задачу.

да изгиб консоли и кубик под точечной силой. Значения напряжений и полной потенциальной энергии совпадают вплоть до 16 значащих цифр..)) Эт для тетров с 4 и 29 гауссовыми точками

[ДОБРЯК 606]

Я видимо неправильно задал вопрос. Ведь вы же решали эту задачу. 

Цитата

What is hourglassing?

It is essentially a spurious deformation mode of a Finite Element Mesh, resulting from the excitation of zero-energy degrees of freedom. It typically manifests as a patchwork of zig-zag or hourglass like element shapes (Fig.1), where individual elements are severely deformed, while the overall mesh section is undeformed. This happens on hexahedral 3D solid reduced integration elements and on the respective tetrahedral 3D shell elements and 2D solid elements.

 

Fig.1 Typical manifestation of the hourglassing effect (LSDYNA), image source: Hourglassing - ESOCAETWIKIPLUS

Why does

Continue Reading

Related Questions

Поясните суть этой хитрой задачи.

[Jesse 963]

22 минуты назад, ДОБРЯК сказал:

Я видимо неправильно задал вопрос. Ведь вы же решали эту задачу. 

конкретно эту задачу я не решал, ибо там не ясны ГУ и т.д.
Я тестил в статике, в модальнике. 
В частности, в нелинейной статике вблизи точки потери устойчивости у модели начинают вылезать такие "пупырышки" (см по ссылке что вы смотрели внизу)

По этой же ссылке говорят про точечную нагрузку, но у меня не получилось добиться эффекта песочных часов на тетрах 1-го порядка (1 точка интегр-я).
Насчёт модальника (скидывал картинки в теме Логоса) уже не уверен.. ибо если действительно всё дело в некорреткно построенной матрице жёсткости и, как следствие, сильно заниженной жёсткости, то частоты должны быть околонулевыми. А у меня они получались большими...
Кстати, в этом же ответе по ссылке что вы смотрите говорилось, что эффект в динамике можно вылечить посредством добавления не только искусственной жёсткости типа мягких пружинок, но и вязкости (демпфирования). Как это может помочь ума не приложу..

[AlexKaz 1 829]

12 минут назад, Jesse сказал:

Как это может помочь ума не приложу..

Демпфирование отбирает энергию у системы, амплитуды колебаний падают.

То же самое касается hourglass, фактически это есть сила сопротивления.

[Борман 2 389]

38 минут назад, Jesse сказал:

но у меня не получилось добиться эффекта песочных часов на тетрах 1-го порядка (1 точка интегр-я).

А вы вообще в курсе, откуда у этого эффекта растут ноги ?

[Jesse 963]

43 минуты назад, AlexKaz сказал:

Демпфирование отбирает энергию у системы

так разве не в том ли проблема, что энергия системы ошибочно мала?)) а мы ещё дальше отнимать хотим..

 

15 минут назад, Борман сказал:

А вы вообще в курсе, откуда у этого эффекта растут ноги ?

писал же в теме Логоса с подачи пидена. Это zero energy mode.
вот тут утрированно
https://www.quora.com/What-is-the-meaning-of-zero-energy-mode-in-FEM

Цитата

Hourglass modes are a particular example of "zero energy modes", but "zero energy modes" are broader. They are just what they sound like: modes which can be activated without any energy in the system.

Examples of this include:
1. Hourglass modes (for elements with truly zero hourglass stiffness)
2. Drilling modes for nodes attached to planar shells (and zero drill stiffness)
3. "Classic" rigid body modes for unconstrained structures
4. Rigid body modes arising out of internal mechanisms (intentionally or accidentally created).
There are more, but these are the ones which I most often see.

For all of these examples, the common "diagnostic" which would manifest is that the model exhibits no stress or strain when undergoing motion of this mode--if there are stresses and strains (or forces, from which these arise), this indicates a mode which is NOT zero energy.

 

Изменено 18 декабря 2020 пользователем Jesse

[Борман 2 389]

11 минут назад, Jesse сказал:

Это zero energy mode.

Можете продемонстироровать на примере ? Не в софте, а пальцах.

[ДОБРЯК 606]

1 час назад, Jesse сказал:

По этой же ссылке говорят про точечную нагрузку, но у меня не получилось добиться эффекта песочных часов на тетрах 1-го порядка (1 точка интегр-я).
Насчёт модальника (скидывал картинки в теме Логоса) уже не уверен.. ибо если действительно всё дело в некорреткно построенной матрице жёсткости и, как следствие, сильно заниженной жёсткости, то частоты должны быть околонулевыми.

Тетраэдр 1-го порядка это линейный элемент. У него нет точек интегрирования. 

У этого элемента очень завышенная жесткость. 

Я предлагаю разбираться по шагам. Какая геометрия, как закрепили, как нагрузили, какую задачу решали...

[Борман 2 389]

Сейчас в статике ансиса эту штуку нельзя повторить. Раньше можно было.

 

Сейчас доступен старый элемент без химии, но нет выбора шаблона интегрирования, но есть новый элемент, в котором можно выбрать шаблон, но он по умолчанию с неотключаемой химией.

Может недокументировано что-то...

 

[Jesse 963]

20 часов назад, Борман сказал:

Можете продемонстироровать на примере ? Не в софте, а пальцах.

допустим, жёсткость подсчитана правильно (матрица жёсткости) из потенциальной энергии. Но при этом в статике мы получили странные нефизичные результаты. Выводим эпюру энергии деформации: если она околонулевая или составляет всего пару % от исходной потенциальной энергии (если, конечно, есть такая возможность сравнить!), тогда это zero energy mode. 
Если недостаточно ГУ - то rigid body mode; если ошибки интегрирования из-за reduced integration - то houglass mode.
Как-то так

19 часов назад, ДОБРЯК сказал:

Тетраэдр 1-го порядка это линейный элемент. У него нет точек интегрирования. 

как нет?! один есть жи..

[ДОБРЯК 606]

32 минуты назад, Jesse сказал:

как нет?! один есть жи..

Линейный полином а0+а1*х+a2*y+a3*z. Берем производные и получается что деформации не зависят от координат элемента. 

Поэтому и нет никакого численного интегрирования и соответсвенно точек интегрирования.

[Борман 2 389]

.

Изменено 19 декабря 2020 пользователем Борман

[ДОБРЯК 606]

@Борман зря вы удалили своё сообщение.

Все деформации и ex и ey и ez и ... не зависят от координат элемента.

Для этого КЭ.

[статист 609]

@Jesse, может быть вот эта статья тебе будет интересна https://moodle.umontpellier.fr/pluginfile.php/480056/mod_resource/content/0/Sun-ShearLocking-Hourglassing.pdf

[Борман 2 389]

19 часов назад, ДОБРЯК сказал:

@Борман зря вы удалили своё сообщение.

Плохо подготовился, а...

 

[Jesse 963]

16 часов назад, статист сказал:

@Jesse, может быть вот эта статья тебе будет интересна https://moodle.umontpellier.fr/pluginfile.php/480056/mod_resource/content/0/Sun-ShearLocking-Hourglassing.pdf

интересное чтиво, спс =)

Во, как раз пишут что не только на объёмных КЭ, но и на балочных КЭ Тимошенко и оболочках Миндлина (везде где есть сдвиговая жёсткость) может появиться этот эффект.

Значит, вот эти странные формы в модальнике в СВ с балочными КЭ, скорее всего, и есть проявление  shear locking.

В других источниках кой где попадалось такое, что shear locking связывают именно с КЭ 1-го порядка (линейными функциями формы).. тип итак итак жёсткость сильно завышается. Хотя мне кажется это неправильно, потому что на тех же элементах 1-го порядка если исп-ть reduced integration вместо full integration, как пишут в том числе и в этой пдф-ке, то всё ок считается.

В хэлпе СВ акцентируют внимание на очень тонкие оболочки (когда сдвиговая жёсткость должна быть мала, но получается ошибочно большой), а также случаи когда коэф-т Пуассона близок к 0,5.

К слову, в СВ кроме как в модальнике ничего такого обнаружить не удалось (учитывая что на тетрах 1-го порядка итак 1 гаусс точка=reduced integration)

p.s.: кстать, в пдфке что ты скинул на второй странице даны 9 физ констант ортотропного мат-ла балочки.. так там один из коэффов Пуассона > 0,5... хм..))