Tìm ứng suất trên bề mặt trong Optistruct

Author
Chào cả nhà,

Thông thường để tính ứng suất trên bề mặt, em toàn phải tạo thêm một lớp mesh 2D shell phủ lên Solid mesh, nhưng nghe nói là có thể làm tự động việc này trên Optistruct. Bác nào có biết cách xin chỉ em với.

Em cảm ơn ạ.
 
U

umy

Chào cả nhà,

Thông thường để tính ứng suất trên bề mặt, em toàn phải tạo thêm một lớp mesh 2D shell phủ lên Solid mesh, nhưng nghe nói là có thể làm tự động việc này trên Optistruct. Bác nào có biết cách xin chỉ em với.

Em cảm ơn ạ.
Sao mà vất vã thế , Hỏi lại Anh thanhlh84 xem sao !

So sánh với Ansys có lệnh: /graphic, power !! sẻ tự động chọn lấy các nút phủ lên khối và đưa ra kết quả.
(Vì Interpolation các nút phủ, nên kết quả đôi lúc lớn hơn toàn bộ các nút trong ngoài. /graphic,full.
Nhưng cao thủ lâu năm trong nghề sẻ nhận thấy , và phê phán chấp nhận được cả)
 

thanhlh84

Active Member
Chào cả nhà,

Thông thường để tính ứng suất trên bề mặt, em toàn phải tạo thêm một lớp mesh 2D shell phủ lên Solid mesh, nhưng nghe nói là có thể làm tự động việc này trên Optistruct. Bác nào có biết cách xin chỉ em với.

Em cảm ơn ạ.
Em card edit vào PSOLID properties sẽ thấy có tùy chọn ISOP, em có thể chọn FULL (Full integration). Ngoài ra trong I/O section, em chọn STRESS(GAUSS).
Để có được ứng suất trên bề mặt phần mềm sẽ định nghĩa các điểm tích phân trên bề mặt của phần tử Solid (integration points). Tính năng này hỗ trợ cho cả phần tử bậc 1 và bậc 2, Small Large displacement(Vật liệu plasticity), large deformation.
 
Lượt thích: umy
Hi Thanh,
chọn FULL thì chỉ làm tăng số IP của element thôi chứ nhỉ? cậu có chắc là vị trí các IP nằm ở các mặt của solid element không?
phủ một lớp shell element mỏng lên solid có lẽ là phương pháp đúng nhất.
không biết là Optistruct có tự động làm được không? vì lớp shell này cần có property và material
 
U

umy

Hi Thanh,
chọn FULL thì chỉ làm tăng số IP của element thôi chứ nhỉ? cậu có chắc là vị trí các IP nằm ở các mặt của solid element không?
phủ một lớp shell element mỏng lên solid có lẽ là phương pháp đúng nhất.
không biết là Optistruct có tự động làm được không? vì lớp shell này cần có property và material
Hi Tĩnh,
lớp shell element mỏng lên solid khối cong vẹo như W7-X thế nầy "có lẽ" các mềm về FEM nào cũng khó làm được nhỉ !:rolleyes:!
Trích
https://www.sciencealert.com/first-...tor-could-revolutionise-the-way-we-use-energy
The W7-X, for example, houses 50 5.4-tonne magnetic coils, shown in purple in the GIF below. The plasma is contained within the red coil:



(Tôi có "biết" chút ít trong vài chương trình thử nghiệm loại điện hạch nhiệt ( nuclear fusion) nầy !:cool:...)

Mà sao bạn lại nhất quyết cho là phủ một lớp shell element mỏng lên solid có lẽ là phương pháp đúng nhất.??
Cho mọi phần mềm thì các Nút liên kết của phần tử Solid chỉ đưa đươc 3 hướng di chuyễn cho Lực, còn nút của Shell được thêm Rotation cho Moment đấy mà ! Có nghĩa là giãi bài tính numerics có cùng mực chuyễn vị thì Shell phải nhận ứng suất cao hơn Solid ! tiềm ẩn sai số nhỏ, gần đúng!:p!
Nếu hiểu rồi thì nhấn like, không vừa ý thì phản biện thảo luận với mọi người tiếp.
 
Last edited by a moderator:
Xin lỗi bác ý cháu là làm thêm shell phủ ngoài kết quả sẽ gần đúng hơn là để solid không.
theo cháu thì các IP không nằm trên bề mặt của solid element nên ứng suất tại bề mặt sẽ phải tính bằng nội suy (và như thế thì sai số)
nếu phủ shell lên bề mặt thì ứng suất trong phần tử shell coi như là ứng suất tại bề mặt của solid
nó có sai số vì shell có thêm các rotation dof như bác nói tuy nhiên nếu gán thickness thật mỏng thì có thể coi như độ cứng uốn rất nhỏ (hoặc nếu dùng nastran, optistruct có thể bỏ độ cứng uốn trong property PSHELL)
 
U

umy

Xin lỗi bác ý cháu là làm thêm shell phủ ngoài kết quả sẽ gần đúng hơn là để solid không.
theo cháu thì các IP không nằm trên bề mặt của solid element nên ứng suất tại bề mặt sẽ phải tính bằng nội suy (và như thế thì sai số)
nếu phủ shell lên bề mặt thì ứng suất trong phần tử shell coi như là ứng suất tại bề mặt của solid
nó có sai số vì shell có thêm các rotation dof như bác nói tuy nhiên nếu gán thickness thật mỏng thì có thể coi như độ cứng uốn rất nhỏ (hoặc nếu dùng nastran, optistruct có thể bỏ độ cứng uốn trong property PSHELL)
Chào Tĩnh,
- Có thể trình bài ứng suất của element ! kết quả nhìn rất xấu vì chia mạng cho solid lớn, nhỏ, tretra, hexa. Không thực tế ! Chỉ dùng để kiễm bài tính numeric.
- Thông dụng kết quả nên trình bài ứng suất theo Nút, đương nhiên phải nội suy cao cấp từ các nút lân cận ! Hình ảnh có mầu mịnh nhuyễn gần với thực tế hơn.
- không nên làm thêm shell phủ ngoài, sai số vì lớp phủ cứng hơn ! Ứng suất lớn hơn đôi chút ! Dù dùng Shell hay Plane (bỏ độ cứng uốn trong property PSHELL)
- Tĩnh cứ thử làm một, vài thí dụ giãn dị sẻ thấy kết quả ngay, dù cho gán thickness thật mỏng (khoãng 0,01 % đến 0,1% chiều dầy tương đối của solid !, Nhỏ quá có thể sinh ra lổi singularity khi giãi ma trận cứng !). Chứ "ngoại cảm", chẵng bao giờ xong :D
- Ngoài kết quả từ hình ảnh. Cậu Tĩnh có thể đưa kết bằng số ở các nút được lựa chọn ! so sánh ở 2 phương cách, Sai số tương đối nhỏ , Có thể rỏ hơn, chấp nhận được !
- Nếu gặp kiễm định "kém" nhất quyết đòi hỏi có làm lớp shell phủ ngoài, thì chiều ý làm theo. Mất thời giờ chứ không tai hại gì đâu.:p
- Các phần mềm cao cấp giãi linear đều có kết quả gần khích nhau !
- Chỉ nên quan tâm khi tính mô hình material nonlinear ! Phần chãy (plastic) cho vật liệu có nhiều lý thuyết khác nhau, tùy thuộc phần mềm và phương cách giãi ... Kết quả biến dạng có thể xa nhau nhiều trong các bài tính động.... đi quá xa không ghi thêm nơi đây!
 
Last edited by a moderator:

thanhlh84

Active Member
Để minh họa cho các bình luận của bác Umy và Mr. Tĩnh, cháu xin phép làm ví dụ minh họa với bài toán uốn dầm cantilever, sử dụng với 2 mô hình kích thước hình học giống nhau (400x50x10) và điều kiện biên như sau (Force = 1000 N) nhưng mesh khác nhau:

1) SHELL (QUAD)

2) SOLID (HEXA, 5 layers).


Kết quả sẽ thấy chuyển vị giống nhau nhưng stress khác nhau




Kết quả VonMise ứng suất cho trường hợp LAYER= Average sẽ sai khác chút




Nhưng nếu xem kết quả trên mặt trên của tấm (Plate) LAYER = Max (mặc định trên HyperView), kết quả giữa SOLID mesh và SHELL mesh sẽ rất khác nhau vì trường hợp này không show được ứng suất trên bề mặt solid.





Trong Optistruct có phần output sử dụng Grid Point Stress (Trong Global_Output_Request) có thể show ứng suất trên bề mặt của SOLID (chỉ dùng cho SOLID). Tuy nhiên vẫn có sai số so với SHELL mesh.

 
Mình cũng thử ouput stress tại gridpoint của solid thì nó xấp xỉ stress của lớp shell phủ.
đối với linear thì như vậy còn khi set up NLGEOM thì nó ko ra gridpoint data đang muốn hỏi Thanh xem tại sao.
Thanh thử set bài Thanh làm sang NLGEOM xem có ra gridpoint được ko (bài ra disp khá lớn => NLGEOM)

Bác umy nói phải vì phủ shell sẽ làm tăng dộ cứng uốn tại bề mặt cho dù mỏng hay bỏ option trong pshell
nếu phủ shell mà ko ra kqua đúng hơn thì tại sao trong ví dụ tính mỏi của optistruct người ta lại hướng dẫn là phủ một lớp như vậy nhỉ?
 
Đã rõ nguyên nhân Thanh a, optistruct không hỗ trợ xuất gridpoint stress với NLGEOM
Các solver khác thì không rõ.
 
U

umy

- Xem thêm: Shell có kết quả ứng suất Top, midle, botton !
- NLGEOM (Chuyễn vị lớn theo lý thuyết của Timoshenko) chỉ có hiệu quả khi chịu tác dụng phối hợp có thêm Normal Force (Nén hoặc Kéo.)
- Anh Tĩnh ghi: ví dụ tính mỏi của optistruct người ta lại hướng dẫn là phủ một lớp như vậy ? Đưa ví dụ ấy lên cho tôi xem với !
 
U

umy

Cám ơn Anh Tĩnh đưa xem Fatigue_Tutorial.pdf bài #12
Nhận xét theo ngu ý:
Đây chỉ là lối chào hàng bây giờ, theo kiểu "Mì tôm ăn liền" để bán "hàng"cho KS Constructor không có đầy đủ kiến thức sâu, chỉ cần trả tiền qua vài khóa học để nhận tín chỉ Academic-Professional-Expert !:confused::D!
Vẻ 3D xong , chỉ cần nhăm mắt nhấn nút chia mạng lưới, lập lững đưa Rand Boundaries : Gối chịu, Lực hoặc Mô men vào là có kết quả ứng suất lớn nhất nơi mối nối (static linear analysis) >> Biết đươc điểm nóng nguy hiểm! Phải cẩn thận >> Nhưng kiễm, phê và chỉnh thế nào thì phải qua tay Anh Structure Analyse!:cool:!
Cho các Chuyên Gia CAE Structure Analyse, phải biết nhận xét:
1- Figure 6; Model >>
- Đã làm quá giãn dị ở 2 Gối tròn Fixed along axis với contact bonded !! Dán cứng lại >> Ứng suất sai số nhỏ lại rất nhiều !
- Tợ như thế nơi Lực tác dụng Force (Vertical + Braking) và Gối chịu (Vertical constraint) có màng Shell ảo để chuyễn lực vào nút >> bao lớn ? Mấy cậu "thợ vẻ" biết được thế nào nhỉ ?
- Để giãm nguy hiểm cho các "constructor Extpert ga ga" đưa kết qua sai sót chưa biết chia mạng lưới mịnh nơi khe, thưa nơi cần cầm. Thì free mesh tự động giử lại lớp shell bao phủ các khối solid lại, ứng suât có thể cao hơn thật >> ăn chắc mặt bền cho KS- lơ mơ!:D! ít gặp sự cố.
- Cục bộ có thể bị hư hại, không những ở các mối nối, hàn mà còn gặp ở các gối chịu , nơi lực tác dụng x
có ứng suất hội tụ cao (Stress Concentration).
Xem thêm
https://www.efatigue.com/constantamplitude/stressintensity/#a
2- Figure 9; Figure damage result (Kết quả )
- chỉ đưa stress equivalent (v.Míse) cho fatigue thôi sao ??
- Theo mọi TC trên thế giới, Phải xét tất cả các Stress component X, Y, Z: Sigma va Tau cho tất cả loads combinations, Số lần rung tác dung thay đổi
- biết tỹ số liên hệ kappa = Max Stress / Min Stress ( -Âm hay +Dương !Rất quan trọng!)

Các bạn quan tâm đến CAE, nên tự học thêm cho có bài bản, so sánh và cố gắn tìm sâu đến các công trình thực tiển lớn cho mọi ngành nghề (Multiphysics).
Lần nầy phải gõ bài viết dài, mõi tay ... mong các bạn trẻ đọc kỹ và thâu thập được gì, chứ đừng tự ái cho để cái tôi lớn hơn trí óc ;)
 
Last edited by a moderator:

thanhlh84

Active Member
Mình cũng thử ouput stress tại gridpoint của solid thì nó xấp xỉ stress của lớp shell phủ.
đối với linear thì như vậy còn khi set up NLGEOM thì nó ko ra gridpoint data đang muốn hỏi Thanh xem tại sao.
Thanh thử set bài Thanh làm sang NLGEOM xem có ra gridpoint được ko (bài ra disp khá lớn => NLGEOM)

Bác umy nói phải vì phủ shell sẽ làm tăng dộ cứng uốn tại bề mặt cho dù mỏng hay bỏ option trong pshell
nếu phủ shell mà ko ra kqua đúng hơn thì tại sao trong ví dụ tính mỏi của optistruct người ta lại hướng dẫn là phủ một lớp như vậy nhỉ?
Hi Tĩnh,

Trường hợp Nonlinear material hoặc large displacement (NLGEOM), cậu card edit SOLID PROPERTY sẽ có thêm mục ISOP với 3 tùy chọn : Full, MDOPLAS, REDPLAST (Optistruct 2017.2) để tính ứng suất bề mặt (Trong mục GLOBAL_STRESS_OUTPUT, nhớ để location = Gauss)

Đây là thông tin từ Release Note 2017
" Integration points on the surface of solids for nonlinear material (MATS1) and/or large displacement analysis.
Integration points for solids will be placed on the surface for better evaluation of results.This can be done by setting ISOP=INT0 on PSOLID in conjunction to the STRESS(GAUSS)=YES command. It is currently supported for first and second order solid elements for small displacement plasticity and large displacement nonlinear analysis"

Tớ cũng chưa có nhiều kinh nghiệm làm Fatigue nên cũng không rõ tại sao họ lại phủ lớp shell lên bề mặt. Nhưng tớ thấy có mấy case study thực tế họ làm vậy (Automotive).

Tutorial cậu gửi cho bác Umy khá cũ rồi.
Lúc nào rảnh tớ gửi cậu một số tài liệu mới về Fatigue của Optistruct 2017 khá hay. Hiện tại OS có thể tính fatigue cho: SN, EN, Random Fatigue, MultiAxial, seamweld, spotweld, fatigue_FreeShape (Đẩy mesh để tạo ra hình dáng có đồ bền Fatigue tốt nhất)
 
Thông tin này rất hay Thanh a. vậy có thể lý do là lúc họ làm tài liệu đó thì version phần mềm chưa output được stress tại bề mặt cho nên họ phải phủ shell, các case study kia cũng vậy.
chắc bác umy cũng là chuyên gia phản biện, đi bảo vệ luận án mà gặp bác thì căng.
Tiện thể cháu muốn hỏi bác umy, trong trường hợp người ta phải làm shell phủ ngoài (do phần mềm không hỗ trợ output stress ở bề mặt solid) thì để tránh gia tăng độ cứng do lớp shell, có thể offset mặt ngoài vào (scale nhỏ đi) một lượng bằng độ dày của lớp shell được không? (cộng với đặt z-offset để cho mặt ngoài của shell bằng với mặt của kết cấu thực)
 
U

umy

Thông tin này rất hay Thanh a. vậy có thể lý do là lúc họ làm tài liệu đó thì version phần mềm chưa output được stress tại bề mặt cho nên họ phải phủ shell, các case study kia cũng vậy.
chắc bác umy cũng là chuyên gia phản biện, đi bảo vệ luận án mà gặp bác thì căng.
Tiện thể cháu muốn hỏi bác umy, trong trường hợp người ta phải làm shell phủ ngoài (do phần mềm không hỗ trợ output stress ở bề mặt solid) thì để tránh gia tăng độ cứng do lớp shell, có thể offset mặt ngoài vào (scale nhỏ đi) một lượng bằng độ dày của lớp shell được không? (cộng với đặt z-offset để cho mặt ngoài của shell bằng với mặt của kết cấu thực)
Bài #7: Không xem kỹ !!
- Tĩnh cứ thử làm một, vài thí dụ giãn dị sẻ thấy kết quả ngay, dù cho gán thickness thật mỏng (khoãng 0,01 % đến 0,1% chiều dầy tương đối của solid !, Nhỏ quá có thể sinh ra lổi singularity khi giãi ma trận cứng !).
...
Bạn hỏi vậy là chưa hiểu thật sâu, vì còn thiếu kinh nghiệm rồi ! Thôi cứ làm theo tutorial hướng dẩn căn bản cho CAD-Constructor vậy! kết qủa cũng gần đúng và an toàn thôi !.

Thử tự đặc câu hỏi ngược lại:
Tại sao trong Tutorial phải phủ shell lên solid ? không có lớp shell phủ, có đủ sức cho CAD-academics đưa điều kiện biên và lực (Rand Boundary) để tính FEM chăng ?

Chắc là anh Tĩnh vẫn còn nằm trong ĐH, làm giãng viên để bảo vệ luận án đấy nhỉ ? Yên tâm! các Hàm Vị ở ĐH-VN cũng chẵng đòi hỏi gì khó khăn đâu, Các bác ấy cũng chẵng có bao nhiêu kinh nghiệm thực tiển đâu !:D!

Dần dà khi bướt ra công tác trong kỹ nghệ thực tiển ! đụng trận phân tích trong các kết cấu trong dự án quốc tế, gặp kiễm đính cao cấp về structur analysis họ sẻ đòi hỏi khó khăn hơn.( kết quả tính trong thực tế ở ngoại quốc rất nghiêm khắc, Ít gặp sự cố ...) sẻ nắm vững vấn đề hơn.;)
 
Last edited by a moderator:
vâng cháu đang phải thử va vấp try-error. có vẻ như phủ một lớp shell có zoffset thì độ cứng không đổi nhưng cháu đang không rõ tại sao ứng suất của shell nhỏ hơn solid (xuất tại node) cho dù có offset hay không. bác và mọi người xem file dưới này nhé:

@thanhlh84 nếu như chọn được vị trí IP ở bề mặt của solid thì sao không chọn nó ở vị trí 8 node của solid đi nhỉ?
vì liên kết (constraint) thì ở node và đó mới là vị trí quan trọng xét ứng suất
 

Attachments

Last edited:
U

umy

vâng cháu đang phải thử va vấp try-error. có vẻ như phủ một lớp shell có zoffset thì độ cứng không đổi nhưng cháu đang không rõ tại sao ứng suất của shell nhỏ hơn solid (xuất tại node) cho dù có offset hay không. bác và mọi người xem file dưới này nhé:

@thanhlh84 nếu như chọn được vị trí IP ở bề mặt của solid thì sao không chọn nó ở vị trí 8 node của solid đi nhỉ?
vì liên kết (constraint) thì ở node và đó mới là vị trí quan trọng xét ứng suất
Anh Tĩnh làm ơn copie lại ShellLayerStudy.ppt cho tôi xem ! Tôi dùng MS Office 2003 !:oops:!
 
U

umy

Vâng file ppt 2003 đây nhé bác
- Điều kiện biên của dầm console là ngàm (rotation chịu được mô men) hay khớp ? "Có thể RB ngoại cảm" chưa đúng đấy !!
- Đưa hình kết quả có chuyễn vị lên, để nhìn kiễm sơ qua có thể đúng chưa !! Hình ảnh ứng suất có thay đổi thế nào ?
- so sánh với mô hình giãn dị Frame (Beam) thanh. Có thể tính tay theo SBVL để so sánh ứng suất và đọ chuyễn vị tối đa với kết quả mềm!
- cho biết tại sao, bài tính với Beam, Shell, và Solid có kết quả ứng suất khác nhau đôi chút ?
- Nếu muốn so sánh kết quả nầy, thì chia mạng mịn ở mặt cắt Y (Section) thay vì 4, tăng lên 8 !
 
Last edited by a moderator:
Top