Esempio della funzione Assembly FEM in Simcenter 3D

- 22 Aprile 2024

Indice dei contenuti

Questa esercitazione mostra come impostare un’analisi strutturale utilizzando un Assembly FEM in Simcenter 3D. L’obiettivo è quello di introdurre l’utente alla potenza di Assembly FEM e di fargli conoscere l’approccio e i concetti coinvolti.

Preparazione della geometria

Step 1: Aprire il Bridge Assembly

Avviare una nuova sessione di Simcenter
File > Apri
Sfoglia la cartella in cui è memorizzato l’assieme del ponte e selezionare il file Bridge_Assy.prt
Fare clic su OK

Step 2: Creare il modello FEM della parte Square_Section_01

Nel Assembly Navigator, fare clic con il pulsante destro sulla parte Square_Section_01.
Selezionare Open in Window
File > Pre/Post
Fare clic sul pulsante New FEM
Fare clic su OK nel menu New Part File
Appare il menu mostrato in figura
Assicurarsi che la casella di controllo Create Idealized Part sia selezionata. Ciò consentirà di eseguire operazioni di pulizia senza modificare la geometria di base.
Fare clic su OK

Step 3: Aprire la Idealised Part

Assicurarsi che la Simulation File View nella parte inferiore del Simulation Navigator sia espansa per facilitare la navigazione tra i diversi file di simulazione.
Fare doppio clic sulla parte Square_Section_01_fem1_i nel riquadro Simulation File View utilizzando il tasto sinistro del mouse. Viene visualizzato un messaggio di avvertimento sulla parte idealizzata
Fare clic su OK

Step 4: Promuovere il Body alla Idealised Part

Fare clic sul pulsante Promote
Selezionare tutte le porte di visualizzazione
Fare clic su OK

Step 5: Rimuovere tutti i raccordi

Selezionare lo strumento Delete nel gruppo Synchronous Modeling della barra degli strumenti della scheda Home.
Nel menu Delete Face cambiare il Type a Blend
Fare clic con il pulsante sinistro del mouse e trascinare il mouse sulla sezione. Vengono selezionate 8 facce dei raccordi
Fare clic su OK

Creare la mesh della geometria

Step 6: Creare le Midsurfaces per la mesh con elementi shell

Selezionare lo strumento Midsurface by Face Pairs nel gruppo Geometry Preparation della barra degli strumenti della scheda Home.
Selezionare la sezione
Fare clic sul pulsante Automatically Create Face Pairs
Assicurarsi che la casella di controllo Hide Solid Body Upon Apply sia selezionata.
Premere OK

Step 7: Stitch dei bordi delle Midsurfaces

Fare doppio clic sulla parte Square_Section_01_fem1 nel riquadro Simulation File View utilizzando il tasto sinistro del mouse.
Chiudere la finestra informativa
Selezionare lo strumento Stitch Edge nel gruppo Polygon Geometry della barra degli strumenti della scheda Home.
Assicurarsi che Method sia impostato su Automatic.
Impostare Geometry su Stitch to Edge to Edge
Impostare Search Distance and Snap Ends Tolerances su 0,1 mm.
Selezionare tutti i corpi nella visualizzazione
Fare clic su OK

Step 8: Creare la mesh

Selezionare lo strumento 2D Mapped Mesh nel gruppo Mesh della barra degli strumenti della scheda Home.
Assicurarsi che Type sia impostato su CQUAD4
Impostare Element Size su 50 mm
Selezionare tutti i corpi nel display
Fare clic su OK

Assegnare materiale e proprietà

Step 9: Assegnare materiale e proprietà

Espandere la voce 2D Collectors nel Simulation Navigator.
Fare clic con il tasto destro del mouse sulla voce ThinShell(1) e selezionare Edit.
Nel menu Mesh Collector che appare, fare clic su Edit
Fare clic sul pulsante Choose Material per il materiale 1.
Selezionare Steel dall’elenco visualizzato, fare clic su OK, quindi su OK e ancora su OK.
Fare clic con il pulsante destro del mouse sull’elemento 2d_mapped_mesh(1) e selezionare Edit Mesh Associated Data
Impostare Thickness Source su Midsurface
Fare clic su OK

Creare i file del modello FEM, dell’Assembly FEM e del SIM

Step 10: Creare le parti FEM per le sezioni rimanenti

Fare doppio clic sulla parte Rec_Section_02 nel riquadro Simulation File View con il tasto sinistro del mouse.
Fare clic con il tasto destro del mouse sull’elemento Rec_Section_02.prt in Simulation Navigator e selezionare New FEM.
Fare clic su OK nel menu New Part File
Assicurarsi che la casella di controllo Create Idealized Part sia selezionata nel menu New FEM
Fare clic su OK
Ripetere il processo descritto nei passi da 03 a 09 per Rec_Section_02, quindi ripetere l’operazione per le altre sezioni (Rec_Section_03, Rec_Section_04, Rec_Section_05, Rec_Section_06, Rec_Section_07 e Rec_Section_08).

Step 11: Creare l’Assembly FEM

Fare doppio clic sulla parte Bridge_Assy nel riquadro Simulation File View utilizzando il tasto sinistro del mouse.
Fare clic con il tasto destro del mouse sull’elemento Bridge_Assy.prt in Simulation Navigator e selezionare New Assembly FEM.
Fare clic su OK nel menu New Part File visualizzato.
Fare clic su OK nel menu New Assembly FEM

Step 12: Setup the Assembly FEM

Espandere l’elemento Bridge_Assy.prt in Simulation Navigator.
Fare clic con il tasto destro del mouse su uno degli elementi di Square_Section_01.prt in Simulation Navigator e selezionare Find All Matching Components
Fare clic con il tasto destro del mouse su una delle entità evidenziate e selezionare Map Existing
Nel menu Map CAD Component To Existing FEM selezionare la casella di controllo List Only Associated Models.
Square_Section_01_fem1 dovrebbe ora essere visualizzata nell’elenco a discesa FE Model
Fare clic su OK
Ripetere la procedura descritta sopra per le altre sezioni dell’assieme

Step 13: Controllare che l’Assembly FEM sia completo

Verificare che a tutte le sezioni di Bridge_Assy_assyfem1.afm siano associate parti FEM. L’assieme dovrebbe avere un aspetto simile a quello rappresentato nell’immagine seguente

Step 14: Creare il file SIM

Fare clic con il pulsante destro del mouse sull’elemento Bridge_Assy_assyfem1.afm nel Simulation Navigator e selezionare New Simulation.
Fare clic su OK nel menu New Part File
Fare clic su OK nel menu New Simulation

Impostare i parametri del solutore

Step 15: Impostare i parametri del solutore per l’analisi

Il menu che appare consente di impostare vari parametri della soluzione. Verificare che:

Il solutore sia Simcenter Nastran
Il Analysis Type sia Structural
Il Solution Type sia SOL 101 Linear Statics
Le impostazioni predefinite sono sufficienti per questa analisi. Se necessario, è possibile modificare queste impostazioni in una fase successiva del processo di impostazione del modello.
Cliccare OK

Creare collegamenti Glued Contact per l’assieme

Step 16: Definire le Edge Regions per il Glued Contact

Fare clic su Region nel gruppo Loads and Conditions della barra degli strumenti della scheda Home.
Impostare Edge Region
Impostare il filtro di selezione (di solito nell’angolo in alto a destra) su Polygon Edge
Orientare il modello come raffigurato, facendo clic con il pulsante sinistro del mouse e trascinando per formare il blocco rosso raffigurato sull’angolo superiore sinistro del ponte, come illustrato nell’immagine a fianco.
Continuare a selezionare utilizzando i blocchi rossi come guida.

Step 17: Impostare le Edge Region per i Glued Contact

Questa procedura selezionerà alcuni bordi che non devono essere inclusi nell’area. I bordi da includere sono rappresentati in arancione nell’immagine seguente. Per rimuovere gli altri bordi dalla selezione, tenere premuto Shift e fare clic con il tasto sinistro del mouse sul bordo. Si noti che i bordi da rimuovere tendono a scorrere in senso longitudinale e sono relativamente lunghi.
Fare clic su OK

Step 18: Impostare le Surface Region per il Glued Contact

Fare clic su Region nel gruppo Loads and Conditions della barra degli strumenti della scheda Home.
Impostare Edge Region
Impostare il filtro di selezione (di solito nell’angolo in alto a destra) su Polygon Face
Selezionare tutte le facce del modello con le quali un bordo (selezionato nel passaggio precedente) verrebbe collegato se la struttura fosse saldata.
Fare clic su OK

Step 19: Impostare Edge to Surface Gluing

Fare clic su Simulation Object Type nel gruppo Loads and Conditions della barra degli strumenti della scheda Home.
Impostare Edge-to-Surface Gluing
Selezionare la Edge Region creata al punto 17 dall’elenco a discesa Edge Region.
Selezionare la Surface Region creata al punto 18 dall’elenco a discesa Regione di superficie.
Impostare la Search Distance (BGSET) su 10 mm.
Fare clic su OK

Applicare carichi e vincoli

Step 20: Creare il Gravity Load

Selezionare Gravity dal menu a discesa Load Type nel gruppo Loads and Conditions della barra degli strumenti della scheda Home.
Impostare Acceleration su 9810mm/s2
Impostare Specify Vector su -ZC
Fare clic su OK

Step 21: Vincolare il ponte

Selezionare Fixed Constraint dal menu a discesa Constraint Type nel gruppo Loads and Conditions della barra degli strumenti della scheda Home.
Selezionare le facce del poligono sui bordi inferiori del ponte (come mostrato nell’immagine sottostante).
Fare clic su OK

Risolvere i conflitti delle Label ID nell’Assembly FEM

Step 22: Risolvere i conflitti delle Label ID nell’Assembly FEM

Fare doppio clic sulla parte Bridge_Assy_assyfem1 nel riquadro Simulation File View utilizzando il tasto sinistro del mouse.
Fare clic con il tasto destro del mouse su Bridge_Assy_assyfem1.afm nel Simulation Navigator e selezionare Assembly Checks -> Assembly Label Manager dal menu risultante.
Fare clic sul pulsante Automatically Resolve
Fare clic su OK

Step 23: Assicurarsic che Loads, Constraints e Simulation Objects siano stati selezionati

Fare doppio clic sulla parte Bridge_Assy_assyfem1_sim1 nel riquadro Simulation File View utilizzando il tasto sinistro del mouse.
Assicurarsi che l’oggetto di simulazione Edge Gluing(1), il vincolo Fixed(1) e il carico Gravity(1) siano inclusi nella Solution 1 (vedere l’immagine a fianco). Se ne mancano alcuni, trascinarli dai loro contenitori alle posizioni appropriate nella Solution 1.

Risolvere l’analisi

Step 24: Risolvere l’analisi

Fare clic con il tasto sinistro del mouse sulla Solution 1 nel Simulation Navigator e selezionare Solve.
Fare clic su OK
Una volta che il Analysis Job Monitor segnala che l’analisi è stata completata, fare clic su Cancel in quella finestra e chiudere la finestra

Post-processare i risultati

Step 25: Impostare la visualizzazione degli spostamenti

Espandere la voce Results nel Simulation Navigator.
Fare doppio clic sull’elemento Structural
Espandere la voce Structural nel Post Processing Navigator e fare doppio clic su Displacement – Nodal. Il risultato visualizzato sarà la grandezza dello spostamento. Si noti che la deformazione della struttura è esagerata per facilitare la visualizzazione del comportamento.
Fare clic su Edit Post View
Selezionare la scheda Display
Impostare l’elenco a discesa Edges su Feature
Fare clic su OK

Step 26: Esaminare gli spostamenti

Step 27: Impostare la visualizzazione degli stress

Fare doppio clic su Stress – Element-Nodal. Il risultato visualizzato sarà la sollecitazione di Von-Mises.
Fare clic su Edit Post View
Selezionare la scheda Legend
Impostare l’elenco a discesa Legend Extremes su Specified
Impostare Min su 0
Impostare Max su 20
Fare clic su OK

Step 28: Esaminare gli Stress Results

Questo completa l’esercitazione sull’analisi FEM di un ponte con Simcenter 3D utilizzando la tecnica dell’Assembly FEM.