MES: Równanie elastyczności

From FreeCAD Documentation
Revision as of 22:54, 21 November 2023 by NewJoker (talk | contribs) (Created page with "Wartości własne: * {{PropertyData|Eigen Analysis}}: Czy analiz problemu własnego ma być przeprowadzona (wyznaczanie postaci i częstotliwości drgań własnych). * {{PropertyData|Eigen System Complex}}: Ta właściwość powinna być ustawiona na ''true'' jeśli układ własny jest zespolony. Musi być ustawiona na ''false'' dla analiz drgań własnych z tłumieniem. * {{PropertyData|Eigen System Compute Residuals}}: Oblicza residua układu wartości własnych. * {{P...")

Równanie elastyczności

Lokalizacja w menu
Rozwiąż → Równania mechaniczne → Równanie elastyczności
Środowisko pracy
MES
Domyślny skrót
brak
Wprowadzono w wersji
0.17
Zobacz także
Równanie deformacji, Poradnik MES

Opis

To równanie opisuje właściwości mechaniczne ciał stałych.

Informacje o teorii stojącej za tym równaniem można znaleźć w dokumencie Elmer models manual, w sekcji Linear Elasticity (liniowa sprężystość).

Użycie

  1. Po dodaniu solvera ELmer zgodnie z tym opisem, zaznacz go w widoku drzewa.
  2. Teraz wciśnij przycisk lub wybierz opcję Rozwiąż → Równania mechaniczne → Równanie elastyczności z menu.
  3. Zmień ustawienia solvera dla równania lub ogólne ustawienia solvera jeśli to konieczne.

Uwaga: Do analiz z nieliniową sprężystością musisz skorzystać z równania deformacji (dostępne w wersji 0.21). Równanie elastyczności służy tylko do liniowej sprężystości.

Uwaga: Jeśli używasz więcej niż jednego rdzenia procesora dla solvera (dostępne w wersji 0.21), nie możesz korzystać z domyślnych ustawień solvera. Używanie tylko jednego rdzenia i domyślnych ustawień solvera jest często szybsze niż używanie wielu rdzeni, ponieważ solver elastyczności jest szybki tylko gdy właściwość DANELinear Solver Type jest ustawiona na Direct (domyślne ustawienie, opisane tutaj). Do obliczeń na wielu rdzeniach można używać tylko właściwości DANELinear Direct Method ustawionej na MUMPS. Jednak MUMPS nie jest dostępne za darmo do bezpośredniego pobrania.

Ustawienia solvera

Dla ogólnych ustawień solvera zobacz konfigurację solvera Elmer.

Równanie elastyczności posiada następujące specjalne ustawienia:

  • DANECalculate Pangle: Czy kąty główne mają być wyznaczone.
  • DANECalculate Principal: Czy wszystkie naprężenia mają być wyznaczone.
  • DANECalculate Strains: Czy odkształcenia mają być wyznaczone. Wyznaczy też naprężenia, nawet jeśli DANECalculate Principal lub DANECalculate Stresses jest ustawione na false.
  • DANECalculate Stresses: Czy naprężenia mają być wyznaczone. W porównaniu z DANECalculate Principal, naprężenia zredukowane wg kryterium Tresci i naprężenia główne nie zostaną wyznaczone.
  • DANEConstant Bulk System: Zobacz instrukcję Elmera aby uzyskać więcej informacji.
  • DANEDisplace Mesh: Czy siatka może być zdeformowana. Domyślnie jest to ustawione na true i musi być zmienione na false do analiz częstotliwości drgań własnych.
  • DANEFix Displacement: Czy przemieszczenia lub siły są ustawione. Tym samym DANEModel Lumping jest automatycznie używane.
  • DANEGeometric Stiffness: Uwzględnia sztywność geometryczną ciała.
  • DANEIncompressible: Obliczanie materiału nieściśliwego w połączeniu z modelem lepkosprężystym Maxwella i niestandardową wartością DANEVariable.
  • DANEMaxwell Material: Oblicza lepkosprężysty model materiału.
  • DANEModel Lumping: Korzysta z modelu jednowymiarowego.
  • DANEModel Lumping Filename: Plik do zapisu wyników z modelu jednowymiarowego.
  • DANEStability Analysis: Jeśli ta właściwość ma wartość true to DANEEigen Analysis staje się analizą stateczności (wyboczenia). W innym wypadku przeprowadzana jest analiza modalna (częstotliwości drgań własnych).
  • DANEUpdate Transient System: Zobacz instrukcję solvera Elmer aby uzyskać więcej informacji.
  • DANEVariable: Zmienna dla równania elastyczności. Należy to zmieniać tylko jeśli właściwość DANEIncompressible jest ustawiona na true zgodnie z dokumentacją Elmera.

Wartości własne:

  • DANEEigen Analysis: Czy analiz problemu własnego ma być przeprowadzona (wyznaczanie postaci i częstotliwości drgań własnych).
  • DANEEigen System Complex: Ta właściwość powinna być ustawiona na true jeśli układ własny jest zespolony. Musi być ustawiona na false dla analiz drgań własnych z tłumieniem.
  • DANEEigen System Compute Residuals: Oblicza residua układu wartości własnych.
  • DANEEigen System Damped: Ustawia tłumioną analizę drgań własnych. Może być używane rtlko gdy właściwość DANELinear Solver Type jest ustawiona na Iterative.
  • DANEEigen System Select: Wybór które wartości własne mają być wyznaczone. Zauważ, że wybór Largest* (najwyższe) powoduje, że analiza trwa w nieskończoność (aktualne w sierpniu 2022 r.).
  • DANEEigen System Tolerance: Tolerancja zbieżności dla solvera iteracyjnego układu własnego. Domyślna wartość to 100 razy DANELinear Tolerance.
  • DANEEigen System Values: Numer najwyższej postaci drgań własnych jaka ma być wyznaczona.

Equation:

  • DANEPlane Stress: Computes solution according to the plane stress situation. Applies only for 2D geometry.

Analysis Feature Information

The elasticity equation takes the following analysis features into account if they are set:

Note

  • Except for calculations in 2D, for all the above analysis features it is important that they act on a face. Features in 3D set to lines or vertices are not recognized by the Elmer solver.

Eigenmode Analysis

To perform an eigenmode analysis (calculation if the eigenmodes and eigenfrequencies), you need to

  1. Set DANEEigen Analysis: to true
  2. Set DANEDisplace Mesh: to false
  3. Set DANEEigen System Values: to the highest number of eigenmodes you are interested in. The smaller this number the shorter the solver runtime since higher modes can be omitted from computation.
  4. Add a constraint fixed and set at least one face of the body as fixed.
  5. Run the solver.

It is highly recommended to use DANELinear Solver Type set to Direct (the default) because this is much faster and the results are more accurate.

Buckling Analysis

To perform a buckling analysis, you need to do the same as for an Eigenmode Analysis, and additionally:

  • Set DANEStability Analysis to true

Results

The available results depend on the solver settings. If none of the DANECalculate * settings was set to true, only the displacement is calculated. Otherwise also the corresponding results will be available. If DANEEigen Analysis was set to true all results will be available for every calculated eigenmode.

If DANEEigen Analysis was set to true, the eigenfrequencies are output at the end of the solver log in the solver dialog and also in the document SolverElmerOutput that will be created in the tree view after the solver has finished.

Note: The eigenmode displacement vector has an arbitrary value since the result is

whereas is the eigenvector and is a complex number.