Modele axisymétrique

16
Feb

Alors que les ordinateurs continuent à devenir plus rapide, et le logiciel d`éléments finis plus efficace, il ya encore beaucoup de valeur en étant en mesure de simplifier les modèles complexes. Les analyses de contraintes à base d`éléments finis des structures axisymmétriques varient en taille et en matériaux, des bâtiments de confinement en béton, aux pièces de moteur en acier, aux vaisseaux sanguins de remplacement en élastomère. Mes précédents Blogs 2D ou non 2D? C`est souvent la question de modélisation FEA et la modélisation détaillée des connexions filetées ont fourni des illustrations de la géométrie axisymmétrique sous des charges axisymmétriques. Ce poste couvre la capacité de simuler des réponses non axisymmétriques avec un modèle axisymmétrique, présentant deux approches courantes. Trois options pour modéliser le chargement géométrique 3D de la géométrie axisymmétrique sont: 1. Modèle en 3D2. Utiliser l`axisymmétrique harmonique pure elements3. Utiliser les Elementsmodèle axisymmétrique général en 3D: alors qu`un modèle 3D est souvent la méthode la plus simple, car il évite la nécessité de simplifier les hypothèses, il est également de loin le plus coûteux en calcul. Considérez un modèle à 360 degrés créé en balayant un maillage 2D avec chaque élément 3D couvrant 15 degrés. Le nombre de degrés de liberté dans le modèle 3D par rapport au modèle axisymmétrique 2D est soit 72 soit 90 fois plus grand, selon l`ordre des éléments. En supposant que le temps CPU évolue grossièrement par le ratio de degrés de liberté au carré, ce qui est une estimation raisonnable si le solveur direct 3D est contraint de manquer de cœur, l`augmentation résultante du temps CPU sur le modèle 2D se situe entre 5000 et 8000 fois. Prenez le même modèle axisymmétrique qui a couru dans une heure, et il serait exécuté en 200 à 300 jours en 3D! L`ajout de contraintes pour empêcher le mouvement de torsion du corps rigide peut être délicat dans la modélisation 3D.

Le modèle axisymmétrique a intrinsèquement l`avantage d`éliminer les modes de corps rigides de rotation et de translation, simplifiant ainsi ces exigences de condition de limite. Le plus grand avantage de la modélisation 3D est qu`il n`y a aucune restriction sur le chargement, les matériaux et le type d`analyse. Toutefois, le chargement 3D ne nécessite pas toujours une géométrie 3D. Les approches décrites ci-dessous illustrent les options de calcul d`une réponse 3D avec des éléments 2D. Ces Pseudo-solutions 3D exigent un peu plus d`effort de calcul que les modèles axisymmétriques purs, mais entraînent toujours des ordres de magnitudes d`économies d`UC sur la simulation 3D générale. Éléments Axisymmétriques harmoniques purs: les éléments harmoniques purs, tels que l`ANSYS PLANE25, permettent de simuler des charges et des appuis non axisymmétriques par le biais d`une série de fonctions harmoniques (série de Fourier), combinées à l`aide de la superposition. Ces éléments n`autorisent pas les non-linéarités telles que le contact, les matériaux non linéaires ou les effets de grande déviation dans les simulations.