Informacje na temat symulacji mechanicznej przez MEF Catia

Out of category
1
Cze wszystkim
 
Obecnie odbywam staż w Anglii, firma, w której pracuję, chciałaby, abym wykonał modelowanie i analizę mechaniczną katalońskiego sklepienia. Nie przeszedłem jednak żadnego szkolenia z obsługi warsztatów z generatywnej analizy statyczno-wytrzymałościowej. 
Piszę więc do Was z prośbą o pomoc.
Pierwsze pytanie, które może wydawać się głupie, czy znasz ten warsztat Catii?
 
Katalońskie sklepienie, które muszę zbadać, składa się z co najmniej 3 warstw płytek, które są połączone zaprawą.
Moje pierwsze pytanie brzmi: czy musimy modelować zaprawę, ponieważ odgrywa ona ważną rolę w odzyskiwaniu sił, czy jej działanie na płytki polega jedynie na "sklejeniu" jej ze sobą? Jeśli nie, możemy wykluczyć go z analizy. (Dzięki dokumentowi udało mi się przeczytać następujące oświadczenie: 

Rola spoiwa jako gwaranta spójności jest uważana za znikomą, ponieważ jest to pierwiastek, który z największym prawdopodobieństwem będzie się zmieniał w czasie. Dlatego nie jest on brany pod uwagę w analizach i obliczeniach mechanicznych, mimo że jest bardzo ważny dla jednorodnego i regularnego rozkładu obciążeń. I czy słusznie?)

 

Wręcz przeciwnie, jeśli zaprawa ma duży wpływ na analizę konstrukcji, to jak możemy ją zamodelować? W jaki sposób możemy modelować interakcje między zaprawą a płytkami?

 

Skoro mój skarbiec składa się z kilku warstw płytek, to czy lepiej jest stworzyć model reprezentujący rzeczywistość (czyli skarbiec utworzony z płytek, które widzimy wyraźnie), czy prościej jest stworzyć model jednolity (czyli bryłę o takich samych wymiarach jak skarbiec utworzony z kilku warstw). Chciałbym wiedzieć, czy błąd, który popełniamy przy tworzeniu jednolitego modelu, jest znikomy, czy nie. 

 

Jeśli musimy stworzyć sklepienie złożone ze wszystkich płytek niezbędnych do jego wykonania, to czy możemy stworzyć konkretną siatkę? (Ma to na celu uniknięcie składania wszystkich płytek, co będzie długie i żmudne).

-       

      Czy wiesz, czy możliwe jest wyświetlenie na catia, w środowisku pracy Generative Structural Analysis, linii ciśnienia/linii oporowej w języku angielskim konstrukcji. (Lub coś podobnego)

Dzięki tym liniom możemy wiedzieć, czy nasza konstrukcja będzie wytrzymała, czy też się zawali.
Poniżej link wyjaśnia bardziej szczegółowo znaczenie ciśnienia.
 
Mam nadzieję, że może mi Pan udzielić odpowiedzi na wiele moich pytań, które, mam nadzieję, są jasne.
 
Z góry dziękuję za odpowiedź i za poświęcenie czasu na przeczytanie mojej wiadomości.
 
Pozdrowienia
2

Witam, nie mam warsztatu GSA, ale najpierw musisz sprawdzić, czy masz wszystkie moduły.

Na przykład, jeśli nie masz Analizy statyczno-wytrzymałościowej zespołu generatywnego, nie będziesz w stanie symulować złożenia.

Poniżej znajduje się fragment dokumentu GSA CatiaV5

Warsztaty generatywnej analizy statyczno-wytrzymałościowej w skrócie

Środowisko generatywnej analizy  statyczno-wytrzymałościowej umożliwia szybkie wykonywanie najwyższej klasy analizy mechanicznej systemów 3D.

Ten warsztat składa się z następujących produktów:

 

Produkt do analizy statyczno-wytrzymałościowej części generatywnych (GPS) jest przeznaczony dla przeciętnego użytkownika. Rzeczywiście, jego intuicyjny interfejs pozwala uzyskać informacje o zachowaniu mechanicznym przy bardzo niewielkiej interakcji. Okna dialogowe nie wymagają wyjaśnień i praktycznie nie wymagają żadnej metodologii, ponieważ kroki definiowania można wykonywać w dowolnej kolejności.


ELFINI Structural Analysis jest rozszerzeniem powyższego produktu, który jest całkowicie oparty na architekturze w wersji 5. Stanowi ona podstawę do rozwoju przyszłych narzędzi do analizy mechanicznej.


Analiza statyczno-wytrzymałościowa zespołu generatywnego (GPS) jest bardzo przydatnym rozszerzeniem analizy statyczno-wytrzymałościowej części, które umożliwia badanie zachowania mechanicznego całego złożenia. Został on zaprojektowany z takim samym poszanowaniem zasad "pedagogiki" i "towarzyskości".


Produkt Generative Dynamic Analysis (GDA) umożliwia pracę w kontekście dynamicznej reakcji.

3

Cześć franck.ceroux.

 

Wygląda na to, że potrafisz odpowiedzieć na wszystkie moje pytania i bardzo mnie to cieszy.

Posiadam warsztat GSA bez wahania. Ale nie warsztaty ELFINI Structural Analysis EST.

Mogę przeczytać, że wygląda na to, że GSA jest "prostym" modułem, jeśli mogę tak powiedzieć. Myślę jednak, że mogę zrobić z nim bardzo dobrą symulację, prawda?

Nie będąc inżynierem analizy statyczno-wytrzymałościowej, ale stażystą, myślę, że moja firma zaakceptuje fakt, że nie daję jej idealnej odpowiedzi. Myślę, że w pierwszej kolejności pozwoli im to na posiadanie rzędów wielkości.

Pozdrowienia

4

Jeśli chodzi o praktykę warsztatu GSA, ja też go nie mam i minęło ponad 10 lat, odkąd go dotykałem. Więc w tym punkcie, przepraszam, ale na niewiele się przydadzę.

 

Jeśli chodzi o konieczność modelowania zaprawy, powiedziałbym, że jeśli jest ona używana tylko jako klej, a jej grubość jest niewielka w porównaniu z grubością sklepienia, nie warto jej modelować (na przykład w przypadku klasycznego klejenia między 2 kawałkami metalu).

Jeśli grubość jest większa, istnieje ryzyko ścinania grubości. W tym przypadku niekoniecznie konieczne jest modelowanie zaprawy, ale jest to przynajmniej konieczne, aby móc odzyskać siły, aby móc sprawdzić opór. Ponieważ nie wiem, czy jest to możliwe w przypadku Catii, może być szybciej ją zamodelować i połączyć powierzchnie styku.

Powinno to również odpowiedzieć na pytanie o uproszczenie poprzez pojedynczy tom reprezentujący całą strukturę. To założenie jest słuszne tylko wtedy, gdy masz pewność, że nie ma poślizgu między różnymi warstwami. Innymi słowy, że kolaż jest "doskonały".

 

Uzyskanie linii ciśnieniowych jest a priori możliwe, ponieważ wyniki naprężeń są wyrażone w jednostkach ciśnienia (ogólnie MPa). Aby uzyskać wyniki w grubości materiału, lepiej jest użyć siatki objętościowej. Uważaj w tym przypadku, aby mieć co najmniej 3 elementy w grubości sklepienia (w przeciwnym razie Catia może dać bardzo zerodowane wyniki).

 

1 polubienie
5

Cze wszystkim

Chamade, dziękuję za odpowiedź. Tak właśnie myślałem o zaprawie.

Moje sklepienie jest bardzo szczegółowe, jego grubość jest bardzo mała, około 40 do 50 cm dla sklepienia o rozpiętości od 4 do 5 m (tak, powiedziałem metr).

Więc nie, grubość zaprawy nie powinna być bardzo ważna, jeśli położysz grubość 5 mm na płytkę o grubości 20 mm, myślę, że już nie jest źle.

Więc jeśli chodzi o poślizg, nie jestem pewien. Myślę, że nie powinniśmy go mieć, bo inaczej skarbiec się zawali. Postaram się tego od kogoś dowiedzieć.

 

Więc myślisz, że Catia mogłaby dać mi linię ciśnieniową, czy masz małą wskazówkę, jak "aktywować tę funkcję"? (Ponieważ widzę tylko odkształcenia, naprężenia i Von Mises, główne ograniczenia, więc czy to jest gdzieś ukryte?)

Z drugiej strony nie rozumiem co masz na myśli mówiąc o 3 elementach w grubości? To znaczy 3 różne "obiekty" (czyli moje 3 warstwy płytek?).

Pozdrowienia

6

Jeśli nałożysz 5 mm zaprawy co 20 mm (w Twojej wiadomości nie ma jednostki), sprawi to, że zaprawa zajmie 20% całkowitej objętości. Nie jest to tak naprawdę bez znaczenia.

Aby skarbiec mógł się utrzymać, nie może być poślizgu między płytkami. Pytanie brzmi, czy masz pewność, że zaprawa wytrzyma naprężenia ścinające, które zostaną na nią zastosowane. Jeśli tak, nie ma problemu. W przeciwnym razie nie będzie można go przeanalizować za pomocą uproszczonego modelu z pojedynczym woluminem.

 

Jeśli chodzi o linie ciśnieniowe, są to "trajektorie", na których jest najwięcej wysiłku, a tym samym ograniczeń. Na przykład wyświetlanie ograniczeń von Misesa musi zatem dawać właściwy wynik. Catia może pozwolić ci na posiadanie wyświetlacza izobarowego, aby mieć go w postaci krzywych.

Dla liczby elementów, dla każdej odrębnej objętości modelu (np. każda płytka, jeśli są modelowane osobno), siatka MES (model elementów skończonych) musi mieć co najmniej 3 elementy (sześcienny, czworościan itp.) w grubości.

Przykład: w przypadku płytki o grubości 21 mm muszą znajdować się co najmniej 3 elementy o grubości 7 mm (na całej powierzchni, a nie tylko na krawędzi).

7

Witaj ponownie Chamade,

Przepraszam tak, to 20 mm i zapomniałem.
Potem, jeśli chodzi o grubość zaprawy, poruszałem się trochę za szybko. Nie jestem w stanie powiedzieć, jakiej grubości firma będzie chciała użyć.

Ale będą starali się użyć optymalnej ilości, aby nie mieć marnotrawstwa. (Umieściłem firmę z powrotem w jej otoczeniu. Jest to firma badawcza w zakresie nowych materiałów, które są bardziej przyjazne dla środowiska. Aby świat budownictwa był mniej zanieczyszczający. Na przykład chcą używać płytek, które nie zawierają cementu lub zawierają go bardzo mało, to samo dotyczy zaprawy. Dlatego podczas budowy upewnią się, że używasz zaprawy bez odpadów).

Jeśli chodzi o poślizg między płytkami, więc czy zaprawa jest wystarczająco mocna, czy nie, nie jestem w stanie ci odpowiedzieć. Na razie próbki są badane i czekam na raport z badań.
Myślę jednak (znowu hipoteza), że starają się uzyskać zaprawę o jak najlepszych właściwościach mechanicznych bez cementu lub z niewielką ilością cementu. Powinien więc wytrzymać naprężenia ścinające. (Przynajmniej uświadomiłeś mi ten problem wytrzymałości na ścinanie)

Jeśli chodzi o linię ciśnieniową, zobaczę ideę przewodów izobarowych. 

Okej, więc jeśli dobrze zrozumiałem, siatka musi być na tyle cienka, abyśmy mogli mieć 3 oczka w grubości?

Dla informacji, na tym etapie moja skarbiec jest zbudowany tylko z jednego bloku  na warstwę, nie modelowałem skarbca przez kolejne składanie płytek (może to być bardzo ciężki plik, ponieważ musi mieć co najmniej 1250 płytek dla najmniejszego skarbca). 

Czy jednak lepiej jest dla mnie modelować skarbiec w najbardziej realny sposób, czy też moje modelowanie może być akceptowalne? (Zdaję sobie sprawę, że zamierzam dokonać przybliżenia struktury, więc jest to "błąd", ale który może być akceptowalny).

Pozdrowienia

 

 

8

Jeśli chodzi o kwestię liczby elementów, to rzeczywiście jest to problem finezji siatki.

Hipoteza tworzenia każdej warstwy w jednym kawałku, a nie płytka po płytce, nie szokuje mnie. Dobrze zaprojektowany skarbiec musi faktycznie utrzymywać się w miejscu pod własnym ciężarem przez kontakt. Jednak w przypadku bardzo cienkich konstrukcji, takich jak ta, obliczenia wyboczenia mogą być dobrym pomysłem, aby się upewnić.

Co więcej, ponieważ każda warstwa płytki jest bardzo cienka w stosunku do swojej rozpiętości, solidny model może niewiele wnieść. Chyba że całkowita grubość różnych warstw jest modelowana w jednej objętości.

Jeśli weźmie się pod uwagę tylko jedną warstwę płytki, szczelina naprężeń między dolną a górną powierzchnią nie powinna być bardzo duża. Model powierzchniowy byłby wtedy znacznie bardziej wydajny.

Każdy model obliczeniowy i tak zawiera pewne uproszczenia. Z tego też powodu bierzemy pod uwagę wagi i współczynniki bezpieczeństwa dotyczące wysiłków, ograniczeń itp. Następnie, aby określić ilościowo różnice między 2 rodzajami modelowania (np. jednoczęściowa warstwa lub płytka po płytce), możliwe jest dokonanie porównania na 2 modelach o zmniejszonych rozmiarach (np. 1 m x 1 m). Zastosowane w tym przypadku obciążenie nie ma znaczenia. To, na co musisz zwrócić uwagę, to związek między wynikami.

 

9

Witam

Myślałem o stworzeniu modelu objętościowego, ponieważ jeśli mamy 3 warstwy, będą one miały różną orientację, a mianowicie 0°, 45° i 90°.

Kiedy myślisz o modelu powierzchniowym, czy myślisz o modelu utworzonym za pomocą warsztatów projektowania kształtów generatywnych czy za pomocą narzędzia Advanced Meshing Tool?

Pozdrowienia

10

Orientacją warstw należy zarządzać bezpośrednio we właściwościach elementu. Nie wymaga to jednak modelu objętościowego.

Aby wykonać model powierzchniowy, należy utworzyć średnią powierzchnię między górną a dolną powierzchnią. Następnie siatka jest wykonywana z elementów typu skorupowego. To one zawierają informacje o grubości.

Nic nie stoi na przeszkodzie, aby nakładać warstwy jedna na drugą. Model powierzchniowy będzie obliczany znacznie szybciej niż model objętościowy. Z drugiej strony będzie ona nieco mniej precyzyjna, jeśli będziemy chcieli badać zjawiska bardzo blisko powierzchni zewnętrznej. Ale z reguły w MES najlepiej jest unikać patrzenia na to, co dzieje się zbyt blisko warunków brzegowych.

Jeśli chodzi o praktykę oprogramowania, jak powiedziałem wcześniej, minęło zbyt dużo czasu, odkąd ją praktykowałem.

11

Witaj Chamade,

Przepraszam, że odpowiadam tak późno, ale spróbowałem rozwiązania polegającego na wykonaniu modelu powierzchniowego.

W tym celu wykorzystałem warsztaty Generative shape Design oraz Advanced Meshing Tool. Pierwsza, aby zdefiniować geometrię dla drugiej, druga dla siatki. Następnie przeprowadziłem analizę z wykorzystaniem warsztatu GSA.

Pozwoliło mi to na dokonanie porównania między moim modelem 3D a modelem powierzchniowym. W 2 modelach sklepienia mają te same wymiary i podlegają tylko grawitacji.

Dla Twojej informacji, skarbce mają powierzchnię 3m² (powierzchnia górnej powierzchni). 

Materiał to klasyczny, zaczerpnięty z biblioteki catia.

Udało mi się poczynić następujące obserwacje:

Model powierzchni jest obliczany szybciej, około 5 minut.

Model objętości 5-godzinnej.

Dla 2 modeli otrzymuję jako maksymalną pojemność 0,0269 mm (3D) i 0,026 mm (powierzchnia).

Z drugiej strony, mam różnicę w kwestii ograniczeń von Misesa.

W objętości mamy 0,259 MPa (tj. 2,59E5 N/m²), w powierzchni 0,199 MPa (tj. 1,99E5 N/m²).
Mamy więc różnicę 0,060 MPa. Daje nam to około 17,7 tony.

Nie mając żadnego doświadczenia/perspektywy czasu na tego typu analizach, czy Twoim zdaniem ta różnica jest akceptowalna, czy wręcz przeciwnie istotna. Że to pokazuje, że któryś z modeli jest dokładniejszy, albo że popełniłem błąd w swoich początkowych założeniach.

Mnie dziwi ta różnica i zastanawiam się, czy gdzieś się nie pomyliłem (Bo moje sklepienia mają rozpiętość 3000 mm, grubość 40 mm i długość 1000 mm, a Delta mam 17,7 tony. Ton! (Chyba, że pomyliłem się w przeliczaniu jednostek).
 

Z góry dziękujemy za Twoją opinię,

Pozdrowienia

12

Witam

Nie musisz przepraszać? To nie ja mam problem. Więc to nie ja czekam.

 

Poza tym te 2 wyniki wydają mi się całkiem poprawne i porównywalne. Różnica 0,06 MPa jest prawie znikoma. W ten sposób weryfikuje się, czy model powierzchniowy jest znacznie bardziej wydajny.

W efekcie przyznam, że nie do końca rozumiem skąd ten wynik 17,7 tony. Czy mógłbyś opisać, jak się tam dostałeś?

Czy możliwe byłoby również uzyskanie pewnych poglądów, aby lepiej zrozumieć, gdzie jest luka?

13

Witam

Pozwólcie, że wyjaśnię dla 17,7 tony (jednak przyjmuję zaokrąglone wartości):

Mam różnicę 0,06 E5 N/m², czyli 0,06 N/mm².

Mam powierzchnię 3 000 000 mm².

Mamy ograniczenie Sigma w MPa, a ja używam wzoru.

Sigma = F/S.

F = Sigma*S = 0,06 * 3 000 000 = 180000 N

Teraz 1 kg = 10 N (a dokładniej P=m*g).

m = 180000/10 = 18 000 kg, tj. 18 t.

 

Jak mogę wstawić zdjęcie do formularza, nie mogę ich pobrać bezpośrednio z moich dokumentów.

Z góry różnica występuje głównie na poziomie połączeń blokujących, czyli w miejscu, w którym sklepienie będzie spoczywać na ścianach. (Lewy i prawy koniec sklepienia). 

14

Tak sobie powiedziałem. Ale to rozumowanie może być prawdziwe tylko wtedy, gdy skarbiec jest podparty na całej spodniej stronie. Dzięki zdjęciom z pewnością będzie można powiedzieć więcej.

Aby dołączyć swoje obrazy, umieść je w formacie Word lub PDF i opublikuj jako załącznik w swojej odpowiedzi.

 

Mówisz, że jesteś na stażu. Na czym dokładnie polega ten staż? W kontekście jakiego szkolenia?

15

Odbywam praktyki w ramach programu nauczania w szkole inżynierskiej. Aby ukończyć studia, muszę odbyć praktyki za granicą. Po dokładnym tytule nie mogę powiedzieć dokładnie, ponieważ firma jest bardzo, bardzo mała (6 osób), robimy wszystko po trochu.

Nawet jeśli jest to trochę wyjątkowe, ponieważ jestem jednocześnie uczniem w Constellium.

Jestem w PMOM (Process and Implementation of Materials) na Uniwersytecie Technologicznym w Troyes (UTT), jest to program praca-nauka (2 s w firmie / 2 s w toku).

Załączyłem pdf ze zrzutami ekranu i małym pytaniem w środku.

Dzięki za pomoc i tak.


capteurs_image_voute.pdf
16

Znalazłem odpowiedź na jeden z moich problemów:

W ruchu brakuje warunków brzegowych, a zatem macierz jest osobliwa: nadal istnieją ruchy sztywnych ciał stałych. Nie można zatem rozwiązać problemu układu liniowego. 
Catia pozwala na wizualizację ruchów, które powinny być zablokowane: 
kliknij prawym przyciskiem myszy rozwiązanie statyczne (lub inne)/Generowanie obrazu/Translacja w węzłach -> dla każdego komponentu, sprawdź, czy bryła jest zakratowana w jednym kierunku. 

Zwykle, jeśli dobrze zamodelujemy środowisko systemowe za pierwszym razem, nie powinno być sztywnych trybów polowych.

 

Jestem jednak bardzo zirytowany, to właśnie środkowe voussoirs (lub zwornik) jest problemem. To może być w ruchu. Co jest całkiem możliwe. 

W rzeczywistości jest on tylko w kontakcie z innymi kamieniami, nie ma żadnego związku, osadzenia czy innego z innymi kamieniami.
Jak mogę rozwiązać mój problem z "macierzą osobliwą"? Czy powinienem dodać połączenia wpuszczane do połączeń kamieni, czy nie?
 

17

Znalazłem odpowiedź na jeden z moich problemów:

W ruchu brakuje warunków brzegowych, a zatem macierz jest osobliwa: nadal istnieją ruchy sztywnych ciał stałych. Nie można zatem rozwiązać problemu układu liniowego. 
Catia pozwala na wizualizację ruchów, które powinny być zablokowane: 
kliknij prawym przyciskiem myszy rozwiązanie statyczne (lub inne)/Generowanie obrazu/Translacja w węzłach -> dla każdego komponentu, sprawdź, czy bryła jest zakratowana w jednym kierunku. 

Zwykle, jeśli dobrze zamodelujemy środowisko systemowe za pierwszym razem, nie powinno być sztywnych trybów polowych.

 

Jestem jednak bardzo zirytowany, to właśnie środkowe voussoirs (lub zwornik) jest problemem. To może być w ruchu. Co jest całkiem możliwe. 

W rzeczywistości jest on tylko w kontakcie z innymi kamieniami, nie ma żadnego związku, osadzenia czy innego z innymi kamieniami.
Jak mogę rozwiązać mój problem z "macierzą osobliwą"? Czy powinienem dodać połączenia wpuszczane do połączeń kamieni, czy nie?
 

18

W końcu przetestowałem coś, co wydaje się działać.

Użyłem funkcji, która nazywa się "Właściwość połączenia lutowanego".
A to pozwala mi rozwiązać mój problem z macierzą osobliwą i otrzymuję podobne wyniki do innych modeli.

Przykład: Mam 0,205 MPa dla tego modelu w porównaniu do 0,199 MPa dla modelu powierzchniowego.
Po tym, który jest najbardziej poprawny, pojawia się piekielne pytanie, które z pewnością będzie musiało zostać zweryfikowane przez mały prawdziwy test. 

19

W końcu przetestowałem coś, co wydaje się działać.

Użyłem funkcji, która nazywa się "Właściwość połączenia lutowanego".
A to pozwala mi rozwiązać mój problem z macierzą osobliwą i otrzymuję podobne wyniki do innych modeli.

Przykład: Mam 0,205 MPa dla tego modelu w porównaniu do 0,199 MPa dla modelu powierzchniowego.
Po tym, który jest najbardziej poprawny, pojawia się piekielne pytanie, które z pewnością będzie musiało zostać zweryfikowane przez mały prawdziwy test. 

20

Witam

Potwierdzam, że nie należy brać pod uwagę tych maksymalnych wartości i że absolutnie nie ma 18 ton dodatkowych ładunków między tymi 2 modelami.

Po pierwsze, jak już powiedziałem, wyników MES nie należy rozpatrywać na poziomie warunków brzegowych (w tym przypadku osadzania). Tworzy to cyfrowe nadmierne ograniczenia, które nie są realne.

Z drugiej strony, różnica poniżej 1 MPa między 2 modelami również nie jest znacząca.

 

Do obliczania naprężeń na pewno słyszałeś, że obciążenie w przekroju jest podzielone na siłę normalną i tnącą oraz moment. Aby uzyskać 18 ton, należy wziąć pod uwagę, że na całej powierzchni sklepienia występuje siła ściskająca. Teraz masz problem z zginaniem między 4 punktami. Co wcale nie jest tym samym.

 

Jeśli chodzi o montaż, wszystkie elementy muszą być ze sobą "sklejone", aby obliczenia zadziałały. Uważam jednak, że wiązania montażowe nie są automatycznie przekształcane w warsztacie obliczeniowym. Musimy na nowo połączyć się ze sobą.

 

Po tym nie powinniśmy być zaskoczeni, że mamy niewielkie różnice między jednym modelem a drugim. Nieznaczna modyfikacja siatki nieuchronnie wpłynie na wynik. Nie wolno nam zapominać, że jest to tylko model i że istnieje nieodłączny element niepewności. Nie można w tym przypadku powiedzieć, że jeden model jest dokładniejszy od drugiego.

1 polubienie