Informatie over mechanische simulatie door MEF Catia

Out of category
1
Hoi allemaal
 
Ik loop momenteel stage in Engeland, het bedrijf waar ik voor werk wil graag dat ik de modellering en mechanische analyse van een Catalaanse kluis doe. Ik heb echter geen training gekregen in het gebruik van de Generative Structural Analysis Workshop . 
Dus ik schrijf je om je hulp te vragen.
Eerste vraag die misschien gek lijkt, ken je deze workshop van Catia?
 
Het Catalaanse gewelf dat ik moet bestuderen is opgebouwd uit minstens 3 lagen tegels die bij elkaar worden gehouden door een mortel.
Mijn eerste vraag is: moeten we de mortel modelleren, omdat het een belangrijke rol speelt bij het herstel van de krachten, of is de werking ervan op de tegels alleen om het aan elkaar te "lijmen"? Zo niet, dan kunnen we het uitsluiten van de analyse. (Via een document kon ik de volgende verklaring lezen: 

De rol van het bindmiddel als garant voor cohesie wordt als verwaarloosbaar beschouwd omdat dit het element is dat het meest waarschijnlijk in de loop van de tijd zal variëren. Het wordt daarom niet in aanmerking genomen in mechanische analyses en berekeningen, hoewel het erg belangrijk is voor een homogene en regelmatige verdeling van de belastingen. En klopt het wel?)

 

Integendeel, als mortel een grote invloed heeft op de analyse van de structuur, hoe kunnen we deze dan modelleren? Hoe kunnen we de interacties tussen mortel en tegels modelleren?

 

Aangezien mijn kluis is opgebouwd uit verschillende lagen tegels, is het dan beter om een model te maken dat de werkelijkheid weergeeft (d.w.z. een kluis gemaakt met tegels die we duidelijk kunnen zien) of is het eenvoudiger om een uniform model te maken (d.w.z. een vaste stof met dezelfde afmetingen als een kluis gemaakt met meerdere lagen). Ik zou graag willen weten of de fout die we maken bij het creëren van een uniform model te verwaarlozen is of niet. 

 

Als we een kluis moeten maken die is samengesteld uit alle tegels die nodig zijn voor de vervaardiging ervan, kunnen we dan een specifiek gaas maken? (Dit is om te voorkomen dat alle tegels in elkaar moeten worden gezet, wat lang en vervelend zal zijn).

-       

      Weet u of het mogelijk was om op catia, in de werkbank Generatieve Structurele Analyse, de drukleidingen/Stuwkrachtlijn in het Engels van een constructie weer te geven. (Of iets dergelijks)

Dankzij deze lijnen kunnen we weten of onze structuur resistent zal zijn of zal instorten.
Hieronder de link wordt het belang van druk in meer detail uitgelegd.
 
Ik hoop dat u mij enkele antwoorden kunt geven op mijn vele vragen, waarvan ik hoop dat ze duidelijk zijn.
 
Alvast bedankt voor je antwoord en dat je de tijd hebt genomen om mijn bericht te lezen.
 
Vriendelijke groeten
2

Hallo, ik heb de GSA-workshop niet, maar eerst moet je controleren of je alle modules hebt.

Als u bijvoorbeeld geen structurele analyse van generatieve assemblage hebt, kunt u geen assemblage simuleren.

Hieronder vindt u een fragment uit het GSA CatiaV5-document

Workshop Generatieve Structurele Analyse in één oogopslag

Met de Generative Structural Analysis  Workbench kunt u snel eersteklas mechanische analyses van 3D-systemen uitvoeren.

Deze workshop is samengesteld uit de volgende producten:

 

Het product Generative Part Structural Analysis (GPS) is gericht op de gemiddelde gebruiker. Inderdaad, de intuïtieve interface stelt u in staat om informatie te verkrijgen over mechanisch gedrag met zeer weinig interactie. De dialoogvensters spreken voor zich en vereisen vrijwel geen methodologie omdat de definitiestappen in willekeurige volgorde kunnen worden uitgevoerd.


ELFINI Structural Analysis is een uitbreiding van bovenstaand product dat volledig is gebaseerd op de Versie 5 architectuur. Het vormt de basis voor de ontwikkeling van toekomstige mechanische analysetools.


Generative Assembly Structural Analysis (GPS) is een zeer nuttige uitbreiding van Generative Part Structural Analysis waarmee u het mechanische gedrag van een hele assemblage kunt bestuderen. Het is ontworpen met hetzelfde respect voor de principes van "pedagogie" en "gezelligheid".


Het product Generative Dynamic Analysis (GDA) stelt u in staat om te werken in een dynamische responscontext.

3

Re hallo franck.ceroux.

 

Het lijkt erop dat je al mijn vragen kunt beantwoorden en daar ben ik heel blij om.

Ik heb de GSA-workshop zonder enige aarzeling. Maar niet de ELFINI Structural Analysis EST-workshop.

Ik kan lezen dat het lijkt alsof GSA een "eenvoudige" module is, als ik het zo mag zeggen. Ik denk echter dat ik er heel goed mee kan simuleren, toch?

Omdat ik geen ingenieur in structurele analyse ben, maar een stagiair, denk ik dat mijn bedrijf zal accepteren dat ik het niet het perfecte antwoord geef. In eerste instantie zal dit hen in staat stellen om ordes van grootte te hebben, denk ik.

Vriendelijke groeten

4

In de praktijk van de GSA-workshop heb ik het ook niet en het is meer dan 10 jaar geleden dat ik het heb aangeraakt. Dus op dit punt, sorry, maar ik zal niet veel nut hebben.

 

Over de noodzaak om de mortel te modelleren, zou ik zeggen dat als deze alleen als lijm wordt gebruikt en de dikte klein is in vergelijking met die van het gewelf, het niet de moeite waard is om deze te modelleren (geval van de klassieke lijm tussen 2 metalen stukken bijvoorbeeld).

Is de dikte groter, dan bestaat het risico op afschuiving in de dikte. In dit geval is het niet per se nodig om de mortel te modelleren, maar het is in ieder geval nodig om de krachten te kunnen recupereren om de weerstand te kunnen controleren. Aangezien ik niet weet of het mogelijk is met Catia, is het misschien sneller om het te modelleren en de contactvlakken te koppelen.

Dit zou ook een antwoord moeten geven op de vraag naar vereenvoudiging door een enkel volume dat de hele structuur vertegenwoordigt. Deze aanname is alleen correct als je zeker weet dat er geen verschuiving optreedt tussen de verschillende lagen. Met andere woorden, dat de collage "perfect" is.

 

Het verkrijgen van de drukleidingen is a priori mogelijk, aangezien de spanningsresultaten worden uitgedrukt in drukeenheden (MPa in het algemeen). Om de resultaten in de dikte van het materiaal te krijgen, is het beter om een volumegaas te gebruiken. Zorg er in dit geval voor dat er ten minste 3 elementen in de dikte van het gewelf zijn (anders kan Catia zeer geërodeerde resultaten geven).

 

1 like
5

Hoi allemaal

Chamade, bedankt voor je antwoord. Dat is wat ik dacht over de mortel.

Omdat mijn kluis heel bijzonder is, is de dikte erg klein, ongeveer 40 tot 50 cm voor een kluis met een overspanning van 4 tot 5 m (ja, ik zei meter).

Dus nee de dikte van de mortel zou niet heel belangrijk moeten zijn, als je 5 mm dik legt voor een tegel die 20 mm dik is vind ik het al niet erg.

Dus voor de slippage weet ik het niet zeker. Ik denk dat we er geen moeten hebben, anders stort de kluis in. Ik zal proberen het van iemand te weten te komen.

 

Dus je denkt dat Catia me een druklijn zou kunnen geven, heb je een klein idee om "deze functie te activeren"? (Omdat ik alleen de vervormingen, spanningen en Von mises, de belangrijkste beperkingen, kan zien, dus is het ergens verborgen?)

Aan de andere kant begrijp ik niet wat je bedoelt met 3 elementen in de dikte? Dat wil zeggen 3 verschillende "objecten" (dus mijn 3 lagen tegels?).

Vriendelijke groeten

6

Als u elke 20 mm 5 mm mortel aanbrengt (er staat geen eenheid in uw bericht), neemt de mortel 20% van het totale volume in beslag. Dit is niet echt te verwaarlozen.

Om het gewelf te houden, mag er geen verschuiving tussen de tegels zijn. De vraag is of u zeker weet dat de mortel bestand is tegen de schuifspanningen die erop komen te staan. Zo ja, geen probleem. Anders kunt u het niet analyseren met een vereenvoudigd model met een enkel volume.

 

Wat de drukleidingen betreft, dit zijn de "trajecten" waarop de meeste inspanning wordt geleverd, en dus beperkingen. Het weergeven van bijvoorbeeld de beperkingen van Von Mises moet daarom het juiste resultaat opleveren. Catia kan u toestaan om een isobar-weergave te hebben om deze in de vorm van curven te hebben.

Voor het aantal elementen moet voor elk afzonderlijk volume van het model (bijv. elke tegel als ze afzonderlijk worden gemodelleerd) de maas van het FEM (eindige-elementenmodel) ten minste 3 elementen (kubusvorm, tetraëder, enz.) in de dikte hebben.

Voorbeeld: voor een tegel van 21 mm dik moeten er minimaal 3 elementen van 7 mm in de dikte zijn (op het hele oppervlak en niet alleen aan de rand).

7

Hallo Chamade weer,

Sorry ja, het is 20 mm en ik was het vergeten.
Daarna, wat betreft de dikte van de mortel, bewoog ik iets te snel. Ik kan je niet vertellen welke dikte het bedrijf zal willen gebruiken.

Maar ze zullen proberen een optimale hoeveelheid te gebruiken om geen afval te hebben. (Ik heb het bedrijf teruggezet in zijn omgeving. Het is een onderzoeksbureau in nieuwe materialen die milieuvriendelijker zijn. Om zo de wereld van de bouw minder vervuilend te maken. Ze willen bijvoorbeeld tegels gebruiken die geen of heel weinig cement bevatten, en hetzelfde geldt voor mortel. Tijdens de bouw zullen ze er dus voor zorgen dat de mortel zonder afval wordt gebruikt).

Wat betreft de slip tussen de tegels, dus of de mortel sterk genoeg is of niet, kan ik je niet antwoorden. Op dit moment worden de samples getest en wacht ik op het testrapport.
Maar ik denk (opnieuw hypothese) dat ze proberen een mortel te verkrijgen met de best mogelijke mechanische eigenschappen zonder of met weinig cement. Het moet dus bestand zijn tegen de schuifspanning. (Je hebt me tenminste bewust gemaakt van dit probleem van de schuifsterkte)

Wat de druklijn betreft, zal ik het idee van isobaren lijnen zien. 

Oké, dus als ik het goed begrijp, moet de maas dun genoeg zijn zodat we 3 mazen in de dikte kunnen hebben?

Ter informatie: in dit stadium is mijn kluis slechts opgebouwd uit één blok  per laag, ik heb de kluis niet gemodelleerd door de opeenvolgende assemblage van de tegels (dit kan een erg zwaar bestand zijn omdat het minstens 1250 tegels moet hebben voor het kleinste gewelf). 

Is het echter beter voor mij om de kluis op de meest realistische manier te modelleren of kan mijn modellering acceptabel zijn? (Ik ben me ervan bewust dat ik een benadering van de structuur ga maken, dus een "foutje" maar dat kan acceptabel zijn).

Vriendelijke groeten

 

 

8

Voor de vraag naar het aantal elementen is het inderdaad een probleem van mesh-finesse.

De hypothese om elke laag in één stuk te maken en niet tegel voor tegel, schokt me niet. Een goed ontworpen kluis moet zichzelf onder zijn eigen gewicht daadwerkelijk op zijn plaats houden door contact. In het geval van zeer fijne constructies zoals deze kan een knikberekening echter een goed idee zijn om uzelf gerust te stellen.

Bovendien, aangezien elke tegellaag erg dun is in verhouding tot zijn spanwijdte, voegt een solide model misschien niet veel toe. Tenzij de totale dikte van de verschillende lagen in één volume wordt gemodelleerd.

Als slechts één tegellaag wordt overwogen, mag de spanningskloof tussen de onder- en bovenzijde niet erg groot zijn. Een oppervlaktemodel zou dan veel efficiënter zijn.

Elk rekenmodel bevat sowieso enkele vereenvoudigingen. Dit is ook de reden waarom we wegingen en veiligheidscoëfficiënten nemen op basis van de inspanningen, beperkingen, enz. Om vervolgens de verschillen tussen 2 soorten modellering te kwantificeren (bijv. laag uit één stuk of tegel voor tegel), is het mogelijk om een vergelijking te maken op 2 modellen van verkleind formaat (bijv. 1m x 1m). De belasting die in dit geval wordt toegepast, doet er niet toe. Waar je naar moet kijken is de relatie tussen de resultaten.

 

9

Hallo

Ik dacht eraan om een volumemodel te maken, want als we 3 lagen hebben, zullen deze een andere oriëntatie hebben, namelijk 0°, 45° en 90°.

Als je denkt aan een oppervlaktemodel, denk je dan aan een model dat is gemaakt met de workshop Generatieve vormontwerp of met de Advanced Meshing Tool?

Vriendelijke groeten

10

De oriëntatie van lagen moet rechtstreeks in de elementeigenschappen worden beheerd. Maar hiervoor is geen volumemodel nodig.

Om een oppervlaktemodel te maken, is het een kwestie van het creëren van een gemiddeld oppervlak tussen het boven- en ondervlak. Vervolgens wordt het gaas gemaakt met schaalachtige elementen. Zij zijn degenen die de dikte-informatie bevatten.

Er is niets dat je ervan weerhoudt om over elkaar heen te liggen. Een oppervlaktemodel zal veel sneller berekend worden dan een volumemodel. Aan de andere kant zal het iets minder nauwkeurig zijn als we verschijnselen willen bestuderen die heel dicht bij een extern gezicht liggen. Maar als algemene regel geldt dat het bij een FEM het beste is om niet te kijken naar wat er te dicht bij de randvoorwaarden gebeurt.

Wat betreft de praktijk van de software, zoals ik al eerder zei, het is te lang geleden dat ik het heb geoefend.

11

Hallo Chamade,

Sorry dat ik zo laat antwoord, maar ik heb de oplossing geprobeerd om een oppervlaktemodel te maken.

Om dit te doen, heb ik de workshops Generative shape Design en Advanced Meshing Tool gebruikt . De eerste om de geometrie te definiëren, de tweede voor de mazen. Daarna heb ik de analyse gedaan met behulp van de GSA-workshop.

Hierdoor kon ik de vergelijking maken tussen mijn 3D- en oppervlaktemodel. In de 2 modellen hebben de gewelven dezelfde afmetingen en zijn ze alleen onderhevig aan zwaartekracht.

Ter informatie: de gewelven hebben een oppervlakte van 3m² (oppervlakte van het bovenvlak). 

Het materiaal is klassiek beton, afkomstig uit de catia-bibliotheek.

Ik heb de volgende opmerkingen kunnen maken:

Het oppervlaktemodel wordt sneller berekend, ongeveer 5 minuten.

Het 5-uurs volumemodel.

Voor de 2 modellen krijg ik als maximale waterverplaatsing 0,0269 mm (3D) en 0,026 mm (oppervlak).

Aan de andere kant heb ik een verschil voor de beperkingen van Von Mises.

In volume hebben we 0,259 MPa (d.w.z. 2,59E5 N/m²), in oppervlakte 0,199 MPa (d.w.z. 1,99E5 N/m²).
We hebben dus een verschil van 0,060 MPa. Dit geeft ons ongeveer 17,7 ton.

Omdat u geen ervaring/kennis achteraf heeft met dit soort analyses, is dit verschil naar uw mening acceptabel of juist significant. Dat het laat zien dat een van de modellen nauwkeuriger is, of dat ik een fout heb gemaakt in mijn aanvankelijke aannames.

Voor mij ben ik verrast door dit verschil en ik vraag me af of ik niet ergens een fout heb gemaakt (Omdat mijn kluizen een overspanning hebben van 3000 mm, 40 mm dik en een lengte van 1000 mm, en ik heb een Delta van 17,7 ton. Ton! (Tenzij ik een fout heb gemaakt bij het omrekenen van eenheden).
 

Alvast bedankt voor uw feedback,

Vriendelijke groeten

12

Hallo

Je hoeft je niet te verontschuldigen? Ik ben niet degene die het probleem heeft. Dus niet ik wachten.

 

Voor de rest lijken de 2 resultaten mij vrij correct en vergelijkbaar. Het verschil van 0,06 MPa is bijna te verwaarlozen. Dit verifieert dat het oppervlaktemodel veel efficiënter is.

Als gevolg hiervan geef ik toe dat ik niet echt begrijp waar dit resultaat van 17,7 ton vandaan komt. Kun je vertellen hoe je daar bent gekomen?

Zou het ook mogelijk zijn om enkele standpunten te hebben om beter te begrijpen waar de kloof zit?

13

Hallo

Laat me het uitleggen voor de 17,7 ton (ik neem echter afgeronde waarden):

Ik heb een verschil van 0,06 E5 N/m², oftewel 0,06 N/mm².

Ik heb een oppervlakte van 3.000.000 mm².

We hebben een Sigma-beperking in MPa, en ik gebruik de formule.

Sigma = F/S.

F = Sigma*S = 0,06 * 3.000.000 = 180000 N

Nu 1 kg = 10 N (of preciezer P=m*g).

m = 180000/10 = 18.000 kg, d.w.z. 18 t.

 

Hoe kan ik een foto op het formulier invoegen, het lijkt erop dat ik ze niet rechtstreeks uit mijn documenten kan halen.

Vooraf zit het verschil vooral op het niveau van de in elkaar grijpende verbindingen, d.w.z. waar het gewelf op de wanden komt te rusten. (Linker- en rechteruiteinde van het gewelf). 

14

Dat is wat ik mezelf vertelde. Maar deze redenering kan alleen waar zijn als het gewelf aan de gehele onderkant wordt ondersteund. Met de beelden zal het zeker mogelijk zijn om meer te zeggen.

Om uw afbeeldingen bij te voegen, plaatst u ze in een woord of een pdf en plaatst u deze als bijlage bij uw antwoord.

 

Je zegt dat je stage loopt. Wat is dit precies een stage? In het kader van welke opleiding?

15

Ik loop stage als onderdeel van het curriculum van mijn technische school. Om af te studeren, moet ik stage lopen in het buitenland. Na de exacte titel zou ik je niet precies kunnen vertellen, het bedrijf is heel erg klein (6 mensen) we doen een beetje van alles.

Ook al is het een beetje speciaal omdat ik tegelijkertijd in de leer ben bij Constellium.

Ik volg PMOM (Process and Implementation of Materials) aan de Technische Universiteit van Troyes (UTT), het is een werk-studieprogramma (2s in een bedrijf/ 2s in uitvoering).

Ik heb een pdf bijgevoegd met de screenshots en een kleine vraag erin.

Bedankt voor de hulp in ieder geval.


capteurs_image_voute.pdf
16

Ik heb een antwoord gevonden op een van mijn problemen:

Er zijn ontbrekende randvoorwaarden in beweging, en daarom is de matrix enkelvoud: er zijn nog steeds bewegingen van stijve vaste stoffen. Het lineaire systeem kan daarom niet worden opgelost. 
Met Catia kunt u de bewegingen visualiseren die moeten worden geblokkeerd: 
klik met de rechtermuisknop op statische oplossing (of andere)/Beeldgeneratie/Vertaling op knooppunten -> voor elk onderdeel, kijk of de vaste stof in één richting is geblokkeerd. 

Normaal gesproken, als we de systeemomgeving bij de eerste poging goed modelleren, zouden er geen stijve veldmodi moeten zijn.

 

Ik ben echter erg geïrriteerd, het zijn de middelste voussoirs (of de sluitsteen) die het probleem zijn. Het kan in beweging zijn. Wat heel goed mogelijk is. 

In werkelijkheid staat het alleen in contact met de andere voussoirs, het heeft geen verbinding, inbedding of iets anders met de andere stenen.
Hoe kan ik mijn "singular matrix" probleem oplossen? Moet ik verzonken verbindingen aan de voegen van de stenen toevoegen of niet?
 

17

Ik heb een antwoord gevonden op een van mijn problemen:

Er zijn ontbrekende randvoorwaarden in beweging, en daarom is de matrix enkelvoud: er zijn nog steeds bewegingen van stijve vaste stoffen. Het lineaire systeem kan daarom niet worden opgelost. 
Met Catia kunt u de bewegingen visualiseren die moeten worden geblokkeerd: 
klik met de rechtermuisknop op statische oplossing (of andere)/Beeldgeneratie/Vertaling op knooppunten -> voor elk onderdeel, kijk of de vaste stof in één richting is geblokkeerd. 

Normaal gesproken, als we de systeemomgeving bij de eerste poging goed modelleren, zouden er geen stijve veldmodi moeten zijn.

 

Ik ben echter erg geïrriteerd, het zijn de middelste voussoirs (of de sluitsteen) die het probleem zijn. Het kan in beweging zijn. Wat heel goed mogelijk is. 

In werkelijkheid staat het alleen in contact met de andere voussoirs, het heeft geen verbinding, inbedding of iets anders met de andere stenen.
Hoe kan ik mijn "singular matrix" probleem oplossen? Moet ik verzonken verbindingen aan de voegen van de stenen toevoegen of niet?
 

18

Ik heb eindelijk iets getest dat lijkt te werken.

Ik heb de functie gebruikt die "Soldered Connection Property" wordt genoemd.
En dit stelt me in staat om mijn enkelvoudige matrixprobleem op te lossen en ik krijg vergelijkbare resultaten als de andere modellen.

Voorbeeld: Ik heb 0,205 MPa met dit model vergeleken met 0,199 MPa voor het oppervlaktemodel.
Daarna is de meest correcte is een geweldige vraag, die zeker zal moeten worden geverifieerd door een kleine echte test. 

19

Ik heb eindelijk iets getest dat lijkt te werken.

Ik heb de functie gebruikt die "Soldered Connection Property" wordt genoemd.
En dit stelt me in staat om mijn enkelvoudige matrixprobleem op te lossen en ik krijg vergelijkbare resultaten als de andere modellen.

Voorbeeld: Ik heb 0,205 MPa met dit model vergeleken met 0,199 MPa voor het oppervlaktemodel.
Daarna is de meest correcte is een geweldige vraag, die zeker zal moeten worden geverifieerd door een kleine echte test. 

20

Hallo

Ik bevestig dat u geen rekening moet houden met deze maximale waarden en dat er absoluut geen 18 ton extra ladingen tussen de 2 modellen zitten.

Allereerst moeten de resultaten van een FEM, zoals ik al heb gezegd, niet worden genomen op het niveau van randvoorwaarden (inbedding in dit geval). Dit creëert digitale overbeperkingen die niet reëel zijn.

Aan de andere kant is een verschil van minder dan 1 MPa tussen 2 modellen ook niet significant.

 

Voor de berekening van spanningen moet je hebben gehoord dat de belasting in een sectie wordt opgesplitst in normaal- en schuifkracht en moment. Om de 18 ton te verkrijgen, ging u ervan uit dat er een drukkracht is op het gehele oppervlak van het gewelf. Nu ben je hier met een probleem van buigen tussen 4 punten. Wat helemaal niet hetzelfde is.

 

Voor de kwestie van montage moeten alle stukken aan elkaar worden "gelijmd" om de berekening te laten werken. Maar ik geloof wel dat montagebeperkingen niet automatisch worden omgezet in de rekenwerkplaats. We moeten opnieuw met elkaar in contact komen.

 

Daarna moeten we niet verbaasd zijn dat er kleine verschillen zijn tussen het ene model en het andere. Het enigszins wijzigen van het gaas heeft onvermijdelijk invloed op het resultaat. We mogen niet vergeten dat dit slechts een model is en dat er een intrinsiek element van onzekerheid is. Van het ene model kan in dit geval niet worden gezegd dat het nauwkeuriger is dan het andere.

1 like