Tests de vérification de AutoFEM Analysis (analyse par éléments finis)

Contenu

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Tests de verification de l'analyse AutoFEM

Analyse statique

Flexion d'une poutre cantilever sous une charge concentree

Flexion d'une poutre en forme de T

Deviation d'une poutre sous une charge uniformement repartie

L'analyse statique d'une plaque ronde fixee le long du contour

Plaque carree soumise a la force au centre

Plaque carree sous une charge uniformement repartie

Reservoir cylindrique avec des parois d'epaisseur constante

Torsion d'un arbre de section transversale circulaire

Torsion d'une poutre de la section transversale carree

Arbre soumis a la force de gravite (poids propre)

Analyse de rotation du disque solide d'epaisseur constante (force centrifuge)

Deflexion d'une poutre cantilever sous un poids a sa bout

Poutre sur fondation elastique

Grande deflexion d'une plaque circulaire sous une charge uniformement repartie

Deviation d'une poutre sous l'action de trois forces

Poutre sous l'action de deux forces de traction

Torsion d'un arbre sous l'action de deux couples

Contraintes et les deformations d'une plaque orthotrope sous une contrainte biaxiale

Thermoelasticite

Deformations thermiques d'une brique 3-D

Problemes de contact

Contactez probleme d'un ressort plat

Le contact entre une barre cylindrique et un anneau

Analyse de flambage

Analyse du flambement d'une poutre droite comprime

Analyse de flambement d'une plaque carree

Analyse de frequence

Les frequences de vibrations naturelles d'une poutre cantilever

La premiere frequence naturelle de la poutre en porte sous la force d'etirage longitudinal

Determination de la frequence naturelle d'une plaque ronde

Vibrations naturelles d'une calotte spherique

Les vibrations de flexion d'un anneau circulaire

Frequence de vibration axiale et transversale d'une poutre avec un poids

La premiere frequence naturelle d'un systeme masse-ressort

Oscillations forcee  harmoniques

Oscillation forcee d'un systeme masse-ressort

Vibrations d'un systeme "ressort-masse" a cause de la fondation oscillant

Analyse thermique

Temperature d'equilibre d'une paroi multicouche

Flux de chaleur dans une sphere

Conductivite thermique d'une paroi cylindrique

Contact thermique entre les plaques plates

Contact thermique entre les surfaces cylindriques

Contact thermique entre surfaces spheriques

Droits d'auteur

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Les nouvelles fonctions d’Analyse AutoFEM 1.4

Les nouvelles du Processeur FEA

•    Un nouveau type du problème des éléments finis est accessible maintenant - les vibrations forcées harmoniques. L'aspect donné de l'analyse permet de compter les amplitudes des vibrations établies imposées du système mécanique se trouvant sous l'effet de la force harmonieuse obligeant ou au déplacement de la base d'après la loi harmonique. À titre du résultat se forment les amplitudes, l'accélération et la surcharge, selon qui on peut estimer la résistance à la fatigue des constructions dans la bande indiquée des influences extérieures. Ce type de la tâche est aussi accessible à la version d’ AutoFEM Lite.

Un nouveau type de la tâche des éléments finis - les vibrations forcées harmoniques

•    On ajoute la possibilité de l'exécution de l'analyse statique pour les corps non fixés dans l'espace équilibrés par les forces. Dans la version précédente d’ Analyse AutoFEM pour la réalisation de l'analyse statique la construction devait être absolument fixée dans l'espace (est fixée). Dans une nouvelle version du système l'utilisateur peut établir le régime à "la stabilisation du modèle" dans l'espace, si le modèle initial est fixé mal.

Le calcul du modèle non fixé équilibré par les forces

•    Un nouveau type du résultat est ajouté pour la tâche de l'analyse statique - l'estimation de l'erreur du calcul des contraintes. L'aspect donné du résultat permet d'estimer la tolérance permissible dans le calcul des contraintes. Les résultats les plus authentiques du calcul ont la dispersion minimale de l'erreur intégrale du calcul des contraintes.

La fenêtre du Postprocesseur avec le résultat de l'estimation de l'erreur du calcul des contraintes

•    Un nouveau type du résultat est ajouté pour la tâche de l'analyse statique - la force totale de la réaction. L'aspect donné du résultat permet d'estimer la valeur des forces de la réaction apparaissant dans le support de la construction.

La mesure des forces de la réaction

•    On met au point l'algorithme de l'analyse non linéaire statique (de grandes déformations, la non-linéarité géométrique). Maintenant il y a une possibilité de la décision des tâches avec la participation des restrictions de la vue générale ( les restrictions generals) (à la version 1.2 on était admis seulement les restrictions " fixées ").

Nouvelles de maillage

•    On améliore l'algorithme du travail du générateur des filets à froncis des éléments finis. En particulier, on corrige le manque de la version précédente de l'algorithme, à qui dans certains cas sur les constructions de montage il y avait une quantité grande des éléments finis augmentant in-justifiant la dimension de la tâche des éléments finis. Un nouveau régime de la génération est inséré par défaut.

Les nouvelles du Préprocesseur

Il y avait des nouveaux types des conditions limites

•   La masse supplémentaire. L'instruction donnée est utilisée seulement en commun avec la charge " Accélération " et permet de définir dans le système les charges supplémentaires d’inertie d'un certain élément massif des constructions apparais-santes, par exemple, de l’ intensité de pesanteur . On suppose que nous ne sommes pas intéressés par la conduite tendue de l'élément le plus massif, mais il est nécessaire de prendre en considération son influence sur les autres parties du système. La dimension de la tâche décidée (la quantité d'équations) peut de plus considérablement être baissée.

L’ utilisation de l’ instruction "La masse supplémentaire pour la réduction de la dimension de la tâche

•    Support élastique. L'aspect donné de la restriction permet de définir la coopération élastique à la frontière du corps. La base élastique est utilisée pour le modelage du contact du corps avec le milieu environnant élastique, qui est déformé avec le corps. Par exemple, le fondement du bâtiment et le bâtiment lui-même est déformé avec le sol, sur qui il se trouve. Aussi par l'exemple du corps lié au milieu élastique peut servir la digue, la voie ferrée.

La présentation du support élastique au Préprocesseur d’AutoFEM

•    On améliore la présentation des conditions limites dans l'arbre des études. Maintenant la signification de la charge mise se reflète directement dans l'arbre des études. Cela facilite considérablement la perception des conditions de la tâche des éléments finis.

Dans l'arbre des études les paramètres des conditions limites. se reflètent

•   L'exception de la condition limite du compte. On ajoute une nouvelle possibilité confortable provisoirement d'exclure n'importe quelle condition limite (la force, la fixation etc.) du compte, sans l'éloigner en fait. La condition limite exclue se reflète dans l'arbre par l'icône grise.

L'exception temporaire de la condition limite du compte

•    On met au point l'instruction "Cacher le corps", que permette provisoirement de cacher le corps dans la fenêtre du Préprocesseur. Maintenant dans l'arbre des études le corps caché se reflète par l'icône spéciale, ainsi que l'action de l'instruction se répand à toutes les fenêtres du Pré et du Postprocesseur d’AutoFEM.

L'appel de l'instruction du dissimulation de la visibilité du corps

•    On met au point l'interface des instructions. Toutes les instructions provoquées de la palette d’AutoFEM, ont maintenant les signets roulés, qui permettent d'économiser la place sur l'écran, ainsi que l'aide interactive avec l'algorithme du travail de l'instruction courante (au langage de l'interface du système). Cela permet encore de maîtriser plus vite le système à l'utilisateur débutant.

Une nouvelle interface des instructions d’ AutoFEM

Les nouvelles du Postprocesseur

•    Le capteur. Un nouvel objet était ajouté pour mesurer les significations du résultat dans le point défini de l'élément final ou des modèles 3-D. Maintenant chaque utilisateur peut définir n'importe quel nombre des capteurs et les utiliser pour analyser les résultats. Les capteurs sont gardés au fichier.dwg. Le capteur peut avoir le commentaire multilateral qui est aussi gardé dans le fichier et lequel est déduit sur l'écran dans le rapport du problème FEA.

L'utilisation du capteur pour l'indication de la signification du résultat

•    Le graphique. Il y avait un nouveau type du résultat - le graphique. En utilisant l'ensemble de capteurs on peut construire le graphique du changement du résultat en fonction de la dépendance selon les capteurs. En outre, on peut construire le graphique pour le résultat multiple (par exemple, la réponse amplitude-fréquence).

Le graphique de la réponse amplitude-fréquence

L'ensemble de capteurs pour la mesure du résultat

Le graphique construit d'après les données des capteurs

•    Un nouvel instrument de programme confortable est ajouté pour la gestion de l'orientation du modèle dans la fenêtre du Préprocesseur et du Postprocesseur. En utilisant le menu contextuel dans la fenêtre duPré – Postprocesseur, l’utilisateur peut choisir l'orientation souhaitée de la représentation du modèle (en contact avec les aspects d’ AutoCAD).

L'instruction pour la gestion rapide de l'orientation du modèle

•    On traite l'instruction de la création des sections du modèle. Maintenant on peut provoquer le dialogue spécial pour le positionnement exact du centre de la section et de l'orientation du pan coupé dans l'espace.

L'utilisation de l'instruction pour le positionnement exact du pan coupé

•    Le maintien de l'orientation de la section. La configuration de la section peut être gardée pour assurer l'accès rapide à l'orientation donnée des pans coupés.

L'appel de l'instruction pour le déplacement de l'aspect à la section auparavant gardée

Les nouvelles de test du contrôle

•    A deux fois on augmente la quantité des exemples rectificatives illustrant l'exactitude de la décision des tâches. Les tâches rectificatives sont groupées maintenant d'après les types de l'analyse que permette facilement de trouver l'exemple selon la classe correspondante aux tâches.

Les nouvelles d'étude

On ajoute une nouvelle leçon selon le travail avec le module des vibrations forcées harmoniques.

 

AutoFEM Release History

AutoFEM Analyse des oscillations harmoniques forcées

L'Analyse des oscillations forcées sont effectuées pour prédire le comportement d'une structure sous les actions extérieures qui changent en conformité avec la loi harmonique. Ces mesures comprennent la force et/ou l'excitation cinématique. En plus de cela, l'impact de l'amortissement du système peuvent être pris en compte.

Analyse des oscillations harmoniques forcées

L'objectif de l'analyse des oscillations forcées est d'obtenir une dépendance de la réponse du système sur la fréquence des actions extérieures. Comme résultat des calculs nous obtenons des amplitudes de déplacements, une accélération de vibration et la surcharge de vibration à la fréquence prédéfinie. Selon ces résultats, nous pouvons obtenir, pour une gamme de fréquence, les dépendances des amplitudes de vibration et d'accélération de la fréquence des actions extérieures. Ceci est important pour l'évaluation de la stabilité des vibrations du système dans la gamme de fréquences prédéfinie.

Le contrôle du résultat

La rotation d'un arbre ou d'une broche à l'état non-équilibré sur des supports élastiques peuvent servir d'exemple d'une force extérieure harmonique. L'excitation cinématique est appliquée lorsque des valeurs de forces extérieures ne sont pas connus, contrairement aux amplitudes des oscillations de certains éléments de la structure qui sont connus.

Diagramme de la réponse amplitude-fréquence de la structure

Lors de l'examen des oscillations forcées, il est important de prendre en compte l'impact des forces d'amortissement. Le processus de dissipation de l'énergie des oscillations mécaniques, ce qui conduit à l'atténuation pas-par-pas des oscillations forfaitaires produites par le système, est appelée «amortissement». Les forces d'amortissement peuvent avoir des origines diverses, par exemple: la friction entre des surfaces sèches coulissantes, la friction entre les surfaces lubrifiées, la friction interne, de l'air ou de la résistance liquide, etc. Il est généralement supposé que la force d'amortissement est proportionnelle à la vitesse (amortissement visqueux). L'évolution des forces de la résistance sont remplacés par les forces d'amortissement équivalent, en partant de la condition que, dans un cycle, ils dissipent la même quantité d'énergie que les forces réelles.

Boîte de dialogue des propriétés de l'étude

Les principaux résultats de calcul dans le module d'oscillations forcées sont les valeurs suivantes:

• Amplitudes de déplacement aux mailles de nœuds d'éléments finis U_m.
• Vibro accélérations de nœuds du maillage d'éléments finis exprimé par l'intermédiaire des amplitudes U_m.
• Vibro surcharges, défini comme le rapport entre l'accélération vibro à l'accélération en chute libre.

L’analyse de fatigue AutoFEM

Le module de fatigue AutoFEM est utilisé dans la liason avec AutoFEM analyse statique et permet de mesurer la force de la construction qui est soumise à une charge cyclique. Ce type de charge est ordinaire dans l’exploitation mécanique et structurale. Le problème est que lorsque la charge est constante, la force de la charge de la construction peut se trouver suffisante. Mais si cette charge alterne souvent, la construction peut être endommagée ou même détruite malgré que l'analyse statique montre un coefficient de sécurité acceptable . Le module analytique de la fatigue vous permet de calculer le coefficient de sécurité en fonction du nombre de cycles de la charge et de la loi de variation de l'amplitude de la charge.

 

Premièrement, il est nécessaire de résoudre l’étude statique en supposant que les charges sont constantes. Ensuite, l'utilisateur peut définir les paramètres de charge cyclique dans la boîte de dialogue mise en relief de l'Étude Analyse de fatigue. Ces paramètres déterminent le type de charge (loi de variation) et le nombre de cycles.

Avant d'exécuter l’analyse de fatigue, la courbe S-N pour le matériel de la conception doit être défini. L’éditeur spécial de courbe S-N est utilisé pour ce but.

En total les 10 résultats sont disponibles dans l'Analyse de fatigue. Ils peuvent être divisés en quatre groupes.
Le groupe «dommages» comprend les résultats suivants:
• les dommages par les contraintes principales;
• les dommages par contraintes équivalentes;
• les dommages par l'intensité du stress;
Le résultat est affiché en pourcentage et indique le niveau de la défaillance de la construction sous l'influence de contraintes cycliques avec le nombre spécifié et la nature des cycles de charges.

Le groupe «Total Life» comprend les résultats suivants:
• Durée de vie total par les contraintes principales;
• Durée de vie totale de contraintes équivalentes;
• Durée de vie totale de l'intensité du stress.
Le résultat montre le nombre minimal de cycles Nmin, à laquelle se produit la rupture par fatigue ainsi que le nombre minimal de cycles Nmin, dans lequel il y a un refus de la fatigue.

Le groupe «facteur de sécurité» comprend les résultats:
• Facteur de sécurité par les directeur de contraintes maximales.
• Facteur de sécurité par des contraintes équivalentes;
• Facteur de sécurité par l'intensité du stress;
Le groupe "biaxialité". La biaxialité est le rapport de la contrainte principale petits alternante (autre que zéro) pour une plus grande contrainte principale en alternance. Le résultat caractérise l'inégalité des amplitudes des contraintes principales au point et décrit la distribution spatiale des "irrégularités" des contraintes principales dans le volume du corps à chaque point. La valeur de biaxialité égal à 1 correspond au cas de l'état de stress   homogène au point.
Notez que le module d’analyse de fatigue est également disponible dans l'Analyse AutoFEM Lite.