Расчет НДС в Cosmosm и Ansys.

[Артем Кулаченко 0]

Немного по файлу

У вас достаточно много "плохих" элементов, это можно подсмотреть в

------------------------------------------------------------------------------

<<<<<< SHAPE TESTING SUMMARY >>>>>>

<<<<<< FOR NEW OR MODIFIED ELEMENTS >>>>>>

------------------------------------------------------------------------------

--------------------------------------

| Element count 212620 SOLID185 |

--------------------------------------

Test Number tested Warning count Error count Warn+Err %

---- ------------- ------------- ----------- ----------

Aspect Ratio 212620 176 0 0.08 %

Parallel Deviation 212620 709 0 0.33 %

Maximum Angle 212620 1369 0 0.64 %

Jacobian Ratio 212620 1 0 0.00 %

Warping Factor 212620 378 0 0.18 %

Any 212620 2535 0 1.19 %

------------------------------------------------------------------------------

Если улучшить разбиение нельзя, то лучше все эти элементы считать с одной квадратурой. Мне просто удивительно что модель сходилась с solid45 да еще и с pcg. При этом

Range of element maximum matrix coefficients in global coordinates

Maximum= 36054163.9 at element 102.

Minimum= 13.6548308 at element 179418.

Задача не вмещается в память, говорит что не хватает 19 MB, но это обманчиво, потому что на следующих этапах понадобится больше возможно.

Во время решения появляется. Обычно такое происходить в близи нестабильности, какой, физической материала либо геометрической не ясно.

*** WARNING *** CP= 603.344 TIME= 17:08:18

There are 3255 small equation solver pivot terms.

Я бы проверил материал на основании того что разные элементы дают разные результаты. Мне кажется что с PCG эта задача без проблем влезет в память, но считатся бы не стала эффективно из-за большой разницы в коэффициентах в матрице. По сути любым результатам после предупреждения о small equation solver pivot terms я бы относился с долей настороженности.

[Fedor 1 606]

Может есть смысл проверить число обусловленности матрицы C (отношение максимального к минимальному собственному значению)?

Найти одно ближайшее к нулю сч, потом имея в виду, что при наличии ошибок округления число потерянных верных десятичных знаков log C вычислить максимально допустимое верхнее значение сч и поискать нет ли там значений и выше, хотя бы одного. Если есть, то задачу в силу плохой обусловленности в принципе не решить с разумной точностью и надо подумать о другом, более удачном разбиении на элементы. В процессе пластичности еще оно может ухудшаться и может есть смысл области в которых она точно не наступает сделать из линейного материала, чтобы облегчить вычислительную работу на итерациях.

[San24 0]

Здравствуйте, уважаемые.

По поводу плохих элементов. Вообще то мы считали, что у нас если не очень хорошая, то хотя бы просто хорошая модель (по сетке) получилась :) В ней практически в три раза больше элементов, чем в предыдущих, там были элементы близкие к errors, но нет предела совершенству. Кстати Cosmos проглатывает плохие элементы только так. На будущее конечно постараемся делать еще мельче, но в данный момент переделка смерти подобна т.к. модель без геометрии только сетка.

Что значит считать с одной квадратурой ?

О чем говорят эти надписи, чесно говоря я на них внимания не обращал

Range of element maximum matrix coefficients in global coordinates

Maximum= 36054163.9 at element 102.

Minimum= 13.6548308 at element 179418.

Если это коэффициенты матрицы жесткости, то т.к. в модели присутствуют очень разные по свойствам материалы, от очень не прочных, до прочных (сталь), то наверное такое может быть хотя чесно говоря порядок цифр мне не очем не говорит. Но свойства я проверял (еще раньше кривые просматривал).

Эта надпись меня уже заинтересовывала, но я так и не смог её для себя объяснить. Объясните пожалуйста что значит

There are 3255 small equation solver pivot terms.

Где можно подробнее узнать как проверить число обусловленности?

[Fedor 1 606]

Например, Стренг, Линейная алгебра и ее применения, а вообще практически в любой книге по вычислениям

[Гость ISPA]

Скорость сходимости при итерационном способе решения зависит от обусловленности матрицы. В вашем случае как пользователю наверное нет смысла определять максимальное и минимальное собственные значения. Проще определить максимальный и минимальный диагональный коэффициент матрицы жесткости. Чем больше будет разница между этими коэффициентами тем хуже будет сходимость.

Практика показывает, что ели разница составляет 10-12 порядков, то процесс решения может не сойтись. Улучшение обусловленности можно достичь путем улучшения формы элементов. Для каждого типа элемента есть свой критерий правильности формы элемента. Если в модели есть "псевдо" элементы, например, моделирующие жесткую связь, то проверьте их характеристики.

Сравнивать скорость итерационных методов в разных коммерческих комплексах нужно осторожно. Не всегда это будет метод сопряженных градиентов. И даже если метод будет одинаковый ускорение метода будет разным. Наибольший эффект для метода сопряженных градиентов дает Чебышевское ускорение.

[Гость ISPA]

Дополнение.

В практических задачах скорость решения сильно зависит от используемого метода, эффективного предобуславливателя, использования ускорителей, быстрого нахождения начального приближения. От вышеперечисленного зависит и объем требуемой оперативной памяти.

[Артем Кулаченко 0]

Элементы с одной квадратурой это те у которых одна точка интегрирования (reduced integration). При больших деформациях они менее чувствительны к форме элемента и конечно всегда быстрее. Недостатки - наличие ложных деформаций, так называемых spurious modes или hourglassing. Причина - градиент деформаций связывающий узловые перемещения с деформацией вычисляется в точке (0,0,0) в обобщенных координатах элемента и линейная часть пропадает давая возможности возбуждать некоторые формы деформаций без сопротивления. Для того чтобы этого не было есть так называемый hourglass control. Есть два вида контроля - возмущение (нужно задать численный коэффициент, по сути не имеющий физ смысла) и физическая стабилизация (ничего задавать не надо). Во втором случае градиент раскладывается в ряд Тейлора возле нуля.

В обоих случаях надо следить за тем чтобы привнесенная энергия от таких манипуляций не превысила 5 процентный (общепринятый) барьер от полной энергии системы. Еще один недостаток - передача больших градиентов по напряжениям усложняеется - т.е. требует более интенсивного разбиения.

По надписи

Range of element maximum matrix coefficients in global coordinates

Maximum= 36054163.9 at element 102.

Minimum= 13.6548308 at element 179418.

можно судить о порядке разницы между коэффициентами на диагонали

матрицы, хотя приведена разница между коэффициентами вообще.

*** WARNING *** CP= 603.344 TIME= 17:08:18

There are 3255 small equation solver pivot terms.

как раз и говорит сколько таких "маленьких" коэффициентов в диагонали матрицы.

Теперь по делу. Когда говорите о материалах не путайте прочность с жесткостью - это разные понятия. Подумайте, нужно ли вам учитывать нежесткие материалы в модели? Если все же нужно, их тоже можно считать с одной квадратурой - больших градиентов напряжений там скорее всего не будет.

Качество элементов не всегда упирается в измелчение сетки. Кстати разница коэффициентов в том числе зависит от разницы в размерах элементов по модели хотя и не в такой сильной зависимости. Попробуете другие "мешеры". В ANSYS, в СOSMOS, я слышал что в ANSYS WORKBENCH лучше мешер чем с ядре ansys, но проверять не было времени.

Для того чтобы поменять все "плохие" элементы на одну квадратуру запустите следующие комманды

et,100,185,,1 ! создаете новый тип элемента c одной квадратурой

check,esel,warn ! выделяете все плохие

emodif,all,type,100 ! меняете их тип на новый

esel,all ! выделяете все элементы

И все же проверьте хорошо модель, очень странно то что какие-то элементы дают решение какие-то нет. Проверьте все ли связаны узлы:

nummrg,node

нет ли в задаче "подвисших" средних узлов. Удачи!

[Артем Кулаченко 0]

P.S. По поводу контроля за искусственной энергией

ESEL,TYPE,100

ETABLE,AENE,AENE ! Artificial energy

ETABLE,SENE,SENE ! Stiffness energy

SSUM ! Sum

*GET,AT_EN,SSUM,,ITEM,AENE ! Get the result

*GET,ST_EN,SSUM,,ITEM,SENE ! Get the result

A_Ratio=AT_EN/ST_EN*100 ! Procentage

ESEL,ALL

результат в A_Ratio (в процентах!)

[XXEngineer 0]

Если кому интересно:

провеерил информацию Артема:

в ANSYS WORKBENCH лучше мешер чем с ядре ansys

Чудеса,но это именно так, причем делает сетку "кубиками" практически для любого многосвязного объема!?

Хочу оговориться - "практически для любого", мы предлагали разные "сложности" в смысле геометрии - "СКУШАЛ"!!!

Правда потом пришлось "поиграть" параметрами, что бы качество сетки было "хорошим", но это уже технические проблемы..

Если кто найдет такую геометрию, которая не разбивается - сообщите пожалуйста.

Дело в том, что до настоящего времени, мы использовали ICEM + других пре-процессоров..

Вообще - было бы весьма полезно узнать - как это все работает?

В смысле алгоритмы теорию...

Ведь многие "характерные" особенности многосвязных объеемов - АВТОМАТИЧЕСКИ не разбиваютсяя на гексаэдры!?

[San24 0]

Если кому интересно:

провеерил информацию Артема:

в ANSYS WORKBENCH лучше мешер чем с ядре ansys

Чудеса,но это именно так, причем делает сетку "кубиками" практически для любого многосвязного объема!?

<{POST_SNAPBACK}>

Вы уверены, что весь объем разбивается кубиками. Или все же речь идет о Hex-dominant mesh, т.е. когда что можем бъем кубиками, что не можем тетраэдрами, а переход из пирамид. Тогда да. Но при этом возможно использовать элементы только со средними узлами, т.к. в ANSYS нет элементов первого порядка для расчета тепла или НДС с возможной формой пирамида. Следовательно переход сделать из гексаэдров в тетраэдры сделать нельзя.

А WorkBench конечно получше бъет чем ANSYS, но когда дело доходит до объектов посложнее, то я даже тетраэдрами разбить не смог на автомате, показывает какую-нибудь поверхность и говорит, что проблемная область.

Модель конечно не самая простая, её больше бы подошло сделать из Shell.

Я конечно не большой знаток WB, но некоторые настройки по варьировал, менял параметр отвечающий за качество разбивки кривых и т.п., но в конце концов перегнал модель в ANSYS порезал на куски и разбил в ручную.