Tutoriál programu ADINA

Nelineární analýza materiálů a konstrukcí (V-132YNAK) Tutoriál programu ADINA Petr Kabele petr.kabele@fsv.cvut.cz people.fsv.cvut.cz/~pkabele Petr Kabele, 2007-2010 1

Výstupy programu ADINA: Preprocesor - výstupem jsou soubory:.idb... databáze informací o modelu, umožňuje uložení a zpětné načtení modelu vytvořeného v preprocesoru.dat... vstupní data pro výpočetní jádro.ses... záznam příkazů zadaných v preprocesoru, možno znovu načíst do preprocesoru Výpočetní jádro - výstupem jsou soubory:.out... textový výstup, informace o průběhu výpočtu, iteracích ap..por... binární nebo textový soubor se vstupními daty pro postprocesor Postprocesor - výstupem mohou být: grafické zobrazení výsledků na obrazovce soubory.jpg,.ai nebo.ps s grafickými výstupy textové soubory s vybranými vypočtenými hodnotami Petr Kabele, 2007-2010 2

Tvorba SA2: Structural modelu Analysis pro Techniques statickou FEM analýzu II. 1) Výběr typu analýzy mechanika teplo mechanika tekutin postprocesor statika dynamika stabilita kolaps interakce konstrukce s tekutinou (fluidstructure interaction) Petr Kabele, 2007-2010 3

2) SA2: Výběr Structural stupňů Analysis volnosti Techniques a kinematických FEM II. předpokladů rovinná napjatost/deformace: posuny v rovině y-z prutové kce.: posuny a pootočení malé/velké (konečné) posuny a pootočení malé/velké (konečné) deformace Petr Kabele, 2007-2010 4

3) Zadání základní geometrie výběr bodů myší výběr bodů myší prutové kce.: body linie rovinná nap./def.: body plochy (čtyřúhelníky, trojúhelníky) všechny rozměry a souřadnice ve shodných jednotkách Petr Kabele, 2007-2010 5

4) SA2: Výběr Structural a zadání Analysis parametrů Techniques FEM materiálového II. modelu parametry nutno zadávat v konzistentních jednotkách (i s geometrií), např.: m, s, 10 6 kg MN (= 10 6 N = 10 6 kg.m/s 2 ) MPa (= 10 6 N/m 2 ) Petr Kabele, 2007-2010 6

5) SA2: Zadaní Structural dodatečných Analysis Techniques geometrických FEM II. vlastností prvků ( např. průřez, tloušťka,...) elastický i plastický pouze elastický Petr Kabele, 2007-2010 7

6) Definice a zadání podpor vybereme podepřený st.vol. body, linie, nebo plochy zadáme číslem, nebo vybereme myší Petr Kabele, 2007-2010 8

7) Definice a zadání referenčního zatížení definujeme velikost referenčního zatížení body, linie, nebo plochy zadáme číslem, nebo vybereme myší Petr Kabele, 2007-2010 9

Zadání spojitého povrchového zatížení v 2D definujeme velikost referenčního zatížení (síla na plochu) pro zatížení prutů použijeme typ Distributed Line Load definujeme velikost referenčního zatížení (síla na délku) Petr Kabele, 2007-2010 10

Normálové Tečné nerovnoměrné zat. -pomocí Spatial Function Petr Kabele, 2007-2010 11 11

Na šikmou linii 1 0.6 0.8 Petr Kabele, 2007-2010 12

Vlastní tíha zadáme hustotu v definici materiálu, např. použijeme konzistentní jednotky, např. kg/m 3 Petr Kabele, 2007-2010 15

zadáme gravitační zrychlení použijeme konziztentní jednotky, např.: kg/m 3 pro hustotu a m/s 2 pro zrychlení, pak objemová síla je v N/m 3 Petr Kabele, 2007-2010 16

8) Definice zatěžovací historie a zatěžovacích kroků Tento bod je možné vynechat při lineární analýze, ve které je výsledek nezávislý na zatěžovací historii. a) Definujeme časovou funkci zatížení skutečné zatížení působící v čase t je referenční zatížení vynásobené příslušnou hodnotou této funkce Petr Kabele, 2007-2010 17

b) Definujeme SA2: Structural Analysis časovétechniques zatěžovací FEM kroky II. počet kroků délka (čas) jednoho kroku Pozn.: Pokud je použitý materiálový model nezávislý na rychlosti zatěžování (elasticita, plasticita,...), je možné použít libovolné jednotky času. V opačném případě (viskoelasticita,...) je nutno čas zadávat v jednotkách konzistentních s materiálovými parametry. Petr Kabele, 2007-2010 18

9) Vytvoření sítě konečných prvků a) Definujeme skupiny podle typu prvku, implicitního materiálu, tloušťky, kinematických předpokladů, ap. typ a podtyp (rovinná napjatost/deformace, prutový...) implicitní materiál a tloušťka Petr Kabele, 2007-2010 19

b) Jednotlivým geometrickým entitám (liniím, plochám) přiřadíme hustotu dělení na konečné prvky vytvoření sítě konečných prvků hustota dělení možno zadat nebo vybrat myší další plochy, které budou mít stejné dělení Petr Kabele, 2007-2010 20

10) Zápis datového souboru a spuštění výpočtu po vytvoření souboru je výpočet automaticky spuštěn Petr Kabele, 2007-2010 21

Základní zpracování výsledků ( program ADINA) 1) Spuštění postprocesoru 2) Otevření datového souboru Petr Kabele, 2007-2010 22

3) Zobrazení deformované sítě konečných prvků Petr Kabele, 2007-2010 23

4) Zobrazení okrajových podmínek (podpory a zatížení) Petr Kabele, 2007-2010 24

4) Izopruhy (např. max. hlavního napětí) Petr Kabele, 2007-2010 25

Petr Kabele, 2007-2010 26

5) Vykreslení průběhu posunutí podél dané linie a) Definujeme linii pomocí uzlů Zobrazíme uzly Petr Kabele, 2007-2010 27

vepíšeme čísla uzlů, případně dvojklikem myši umožníme výběr uzlů myší, pro ukončení stiskneme Esc Petr Kabele, 2007-2010 28

b) Vymažeme obsah obrazovky a vykreslíme graf Petr Kabele, 2007-2010 30

6) Vykreslení průběhu deformace nebo napětí po dané linii a) Vymažeme obsah obrazovky, překreslíme síť s uzly a definujeme linii (Line-2) 4 1 2 3 5 Petr Kabele, 2007-2010 33

b) Vykreslíme σ z podél Line-2 Petr Kabele, 2007-2010 34

b) Do stejného grafu přidáme průběh τ yz podél Line-2 Petr Kabele, 2007-2010 36

Literatura I. Shames & C. Dym: Energy and Finite Element Methods in Structural Mechanics, Taylor & Francis, 1991 K.J. Bathe: Finite Element Procedures, Prentice Hall, Inc., 1996 ADINA R&D, Inc.: Theory and modeling guide, Volume I: ADINA, November 2006 Petr Kabele, 2007-2010 38

Tento dokument je určen výhradně jako doplněk k přednáškám a cvičením z předmětu Nelineární analýza materiálů a konstrukcí pro studenty Stavební fakulty ČVUT v Praze. Dokument je průběžně doplňován, opravován a aktualizován a i přes veškerou snahu autora může obsahovat nepřesnosti a chyby. Datum poslední aktualizace: 9.3.2010 Petr Kabele, 2007-2010 39