Руководство пользователя по работе с набором модулей конечно-элементного анализа
Начало работы
Для начала работы необходимо выбрать пункт меню "Файл –> Создать рабочее пространство" и выбрать в нем шаблон "Рабочее пространство Sigma".
Из данного шаблона создается следующее рабочее пространство:
В этом рабочем пространстве по умолчанию подключены следующие модули:
Работа с нераспределенным препроцессором
Единственные данные, которые нераспределенный препроцессор загружает в себя и выгружает называются данными препроцессора. Все остальные данные препроцессор только выгружает. Для того, чтобы начать работать с препроцессором, необходимо кликнуть правой кнопкой мыши на данных препроцессора и в контекстном меню выбрать пункт "Открыть".
После этого появится окно препроцессора без данных, а сверху отобразятся команды для управление препроцессором. Среди этих команд есть команда для загрузки данных из внешнего препроцессора.
Подробно о том, как работать с препроцессором можно прочитать в дипломе Комашенко Н.А.
После задания всех необходимых данных в препроцессоре и их сохранения картина будет примерно следующая:
Данные препроцессора, геометрическая модель и свойства материалов сохранятся в соответствующие активные наборы данных. Для каждого варианта сетки сохранится по конечно-элементной модели, закреплениям и нагрузкам. Независимо от выбранных активных данных они будут всегда сохранятся в набор данных с именем своего варианта сетки (если такого набора данных нет он будет автоматически создан в папке с проектом). Конечно-элементная модель, закрепления и нагрузки не будут сохранены для тех вариантов, в которых есть конечные элементы без присвоенного им материала.
Работа со стандартным решателем
У стандартного решателя есть только две команды:
-
Запустить расчет
-
Настройки
В настройках решателя можно выбрать способ сохранения результата расчета:
-
Сохранять результат в активный набор данных – при выборе этого варианта, каждый новый расчет будет перезаписывать данные предыдущего расчета (при этом команда "Запустить расчет" не будет активна пока в активном проекте нет данных для хранения результата расчета)
-
Генерировать новый набора данных с результатами – при выборе этого варианта, после каждого успешного расчета будет создаваться новый набор данных с результатами расчета
По команде "Запустить расчет" рассчитываются перемещения и напряжения в конечных элементах для активных данных активного проекта. Для расчета эта команда использует следующие данные:
-
конечно-элементная модель
-
закрепления
-
нагрузки
-
свойства материалов
Если хотя бы одного из этих наборов данных нет в активном проекте, то команда "Запустить расчет" будет неактивна. При выполнении этой команды отображается диалоговое окно, отображающее прогресс выполнения расчета (при расчете сеток с малым количеством конечных элементов это окно можно не успеть увидеть).
При нажатии кнопки "Отмена" расчет остановится. При успешном выполнении расчета результат расчета запишется в соответствующий набора данных.
Через менеджер модулей Пандоры можно очень гибко настраивать структуру решателя. Решатель при своей работе использует следующие модули:
Решатель
Модуль создания матрицы жесткости
Модуль переупорядочивания
Модуль формирования графа смежности
Модуль формирования матрицы жесткости КЭ
Модуль решения системы уравнений
Модуль вычисления результатов
Любой из этих модулей можно заменить.
На данный момент выбор есть только для модулей создания матрицы жесткости и модулей переупорядочивания.
Есть два модуля создания матрицы жесткости:
-
модуль создания профильной матрицы жесткости – создает матрицу, хранящуюся с использованием профильной схемы
-
модуль создания простой матрицы жесткости – создает треугольную матрицу
При сравнении скорости работы решателя с использованием разных схем хранения разница заметна уже на сетке из 300 конечных элементов. При использовании профильной схемы хранения решатель работает значительно быстрее, так как ему не приходится перебирать большинство нулевых элементов. Расход памяти при использования профильной схемы хранения само собой тоже значительно меньше.
Есть два модуля переупорядочивания:
-
Модуль переупорядочивания Катхилла-Макки
-
Модуль, не переупорядочивающий узлы – заглушка для того, чтобы можно было проверить как работает профильная схемы хранения матрицы без переупорядочивания
Работа с универсальным модулем отображения результатов расчета
Для того, чтобы просмотреть результаты расчеты необходимо кликнуть правой кнопкой мыши на результатах расчета и в контекстном меню выбрать пункт "Открыть".
При этом важно, чтобы в качестве активных наборов исходных данных стояли именно те данные, которые были использованы для расчета. После выбора пункта "Открыть" отобразится следующая вкладка:
На этой вкладке можно наглядно посмотреть любую информацию о результатах расчета.
На цветовой шкале слева отображены цвета и соответствующие им напряжения. Вверху находится максимальное напряжение в конечных элементах, а внизу – минимальное.
В основном поле вкладки (область в центре) отображается:
-
конечно-элементная сетка
-
напряжения в конечных элементах (цветом)
-
выбранная пользователем точка
-
нагрузки
-
закрепления
-
номера узлов (отображаются черным на белом фоне)
-
номер свойств КЭ (отображаются темно синим на желтом фоне)
-
оси координат
-
конечные элементы, в которых выбранное напряжение превышает максимально допустимое (они отображаются затемнением)
Настраивать, что именно надо отображать можно с помощью флагов справа.
С помощью колеса мыши можно изменять масштаб отображения. При увеличении масштаба можно просматривать разные участки пластины путем перетаскивания изображения (зажатием левой клавиши мыши и перемещением курсора). При клике на пластине на ней красным кружком отображается выбранная точка. Справа для это точки отображаются следующие данные:
-
координаты точки
-
номер конечного элемента, которому принадлежит точка
-
значения перемещений в точке
-
значения напряжений в конечном элементе
-
свойства материала, из которого состоит конечный элемент
На вкладке "Перемещения" также можно изменять масштаб, с которым отображаются перемещения в основном поле вкладки.
Значения перемещений умножаются на коэффициент и значения ползунка (от 0 до 10).
На вкладке "Напряжения" также можно изменять вид напряжения, который отображается цветом в основном поле и на цветовой шкале.
На вкладке "Нагрузки" можно изменять масштаб, с которым отображаются вектора нагрузок в основном поле и просматривать значения всех нагрузок на узлы.
Значения нагрузок умножаются на коэффициент и значения ползунка (от 0 до 10).
|
