wikitelaio2016:primipassi_fem_bis_gruppo_b
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Linea 1: | Linea 1: | ||
+ | ====== Introduzione al Marc Mentat - part. 2 ====== | ||
+ | |||
+ | Lanciamo il programma dal terminale attraverso il comando '' | ||
+ | Apriamo il file fornito dal docente da Menù\Files\...\lastra_forata_v000.\\ | ||
+ | |||
+ | Nel file possiamo trovare un modello composto da un assemblato di elementi finiti con elementi triangolari a tre nodi, in questa lezione noi vogliamo soffermarci sullo studio del singolo elemento. \\ \\ | ||
+ | {{wikitelaio2016: | ||
+ | **Isolamento del singolo elemento triangolare** | ||
+ | Ci soffermiamo sul comportamento di un solo elemento significativo della generica mesh della struttura, | ||
+ | - Essendo un operazione sulla Mesh si fa dal menù '' | ||
+ | - '' | ||
+ | - A questo punto dobbiamo selezionare gli elementi da rimuovere, questi sono identificati dal programma da numeri progressivi, | ||
+ | - Usiamo un metodo di selezione degli elementi tramite il mouse: | ||
+ | - Prima di tutto disattiviamo '' | ||
+ | - Posso effettuare la selezione tramite il mouse in diverse maniere: | ||
+ | - Clicchiamo sugli oggetti, che una volta selezionati assumono un colore giallo e il nome dell’elemento appare nella lista. | ||
+ | - Tramite SELEZIONE RETTANGOLARE, | ||
+ | **Nota:** In Mentat se un elemento non è compreso interamente all’interno del rettangolo non sarà selezionato. \\ \\ | ||
+ | La lista procede per via additiva, ossia se tracciamo un altro rettangolo di selezione gli elementi verranno aggiunti alla lista dopo quelli della selezione precedente. \\ | ||
+ | Se commettiamo un errore nella selezione, cliccando sul tasto centrale del mouse (la rotella) abbiamo la possibilità di annullare l’ultima selezione effettuata. \\ \\ | ||
+ | **Nota:** Se Continuo a cliccare sul tasto centrale del mouse continuerò ad annullare le selezioni fatte in precedenza, ad esempio con un secondo clic vado ad annullare anche la penultima selezione in ordine cronologico e così via. \\ | ||
+ | * Quando ho terminato clicchiamo su '' | ||
+ | A questo punto è probabile che non saremo riusciti ad eliminare perfettamente tutti gli elementi, ma posso selezionare singolarmente i pochi elementi rimasti e quindi giungere ad avere il nostro elemento finito triangolare (sempre eseguendo lo stesso procedimento elencato nelle righe precedenti). \\ | ||
+ | Notiamo che rimangono i nodi, ma nel Marc i gradi di libertà dei nodi vengono assunti in funzione all’elemento a cui è legato, quindi non essendo legati a nessun elemento non acquisiscono gradi di libertà, per questo motivo non danno problemi nel calcolo. \\ \\ | ||
+ | {{wikitelaio2016: | ||
+ | Se vogliamo però eliminarli, possiamo usare il comando specifico: | ||
+ | - '' | ||
+ | - Questo comando permette di eliminare tutti I nodi che non sono legati nessun elemento. | ||
+ | A questo punto salvo con nome il file, cambiando il nome in " | ||
+ | **Analisi elemento triangolare** \\ \\ | ||
+ | {{wikitelaio2016: | ||
+ | Dall’analisi dell’elemento triangolare possiamo inizialmente vedere la lunghezza dei lati del triangolo, ponendo un interrogazione al modello: | ||
+ | - '' | ||
+ | - '' | ||
+ | - Seleziono il primo nodo e seleziono il nodo terminale del lato, e troviamo quindi la lunghezza del lato che ci viene data in millimetri. \\ | ||
+ | In questo modo andiamo a calcolare la lunghezza di entrambi i cateti, e troviamo che tutti e due misurano 2 mm, perciò abbiamo a che fare con un triangolo rettangolo isoscele. \\ \\ | ||
+ | **Nota:** Per convenzione usiamo come unità di misura i mm per le lunghezze, N per le forze, i s come tempi, ton (tonnellata, | ||
+ | Vogliamo analizzare il comportamento di questo singolo elemento del modello a elementi finiti per poi capire come funzioneranno gli altri. | ||
+ | In particolare nel nostro caso si ha una lastra forata: | ||
+ | - Caricata a trazione | ||
+ | - Lastra piana | ||
+ | - Caricamento entro piano | ||
+ | - Per ipotesi di linearità la lastra avrà unicamente uno spostamento entro piano, e per esempio non avrò uno spostamento lungo z \\ | ||
+ | Il nostro compito ora è quello di introdurre queste ipotesi del modello nel codice di elementi finiti, selezionando una formulazione da adattare al problema. | ||
+ | '' | ||
+ | **Geometric Properties** \\ \\ | ||
+ | Innanzitutto andiamo a lavorare solo nel campo della formulazione strutturale andando ad escludere il problema termico, quindi selezioniamo: | ||
+ | '' | ||
+ | Andiamo a definire una nuova formulazione, | ||
+ | '' | ||
+ | {{wikitelaio2016: | ||
+ | Nel nostro caso il problema è tipicamente planare, perciò con PLANAR scelgo di utilizzare delle formulazioni bidimensionali piane; tra queste formulazioni ho una varietà di scelta, e quelle di nostro interesse sono PLANE STRESS o PLAIN STRAIN. In particolare scegliamo PLAIN STRESS, la quale è un' | ||
+ | |||
+ | **Nota:** Possiamo usare questa ipotesi semplificativa nel caso in cui si abbia un corpo sottile, | ||
+ | Nel caso di modellazione in deformazione piana si deve scegliere l’opzione PLAIN STRAIN. \\ | ||
+ | In GEOMETRIC PROPERTIES potremmo immettere più proprietà cliccando su NEW, nel nostro caso ne immettiamo solo una e la rinominiamo “tensione_piana” (nei nomi dei file non vanno mai utilizzati gli spazi). | ||
+ | Cliccando su '' | ||
+ | Noi poniamo: \\ | ||
+ | '' | ||
+ | Quindi la nostra piastra è spessa 1 mm. \\ \\ | ||
+ | **Nota:** Salvo diversa indicazione l’elemento triangolare giace sul piano medio, ossia lo spessore è 0.5 mm sopra e 0.5 mm sotto il nostro elemento. \\ \\ | ||
+ | La formulazione geometrica che abbiamo definito è associata a zero elementi, perciò dobbiamo associare l' | ||
+ | - '' | ||
+ | - Seleziono l’elemento, | ||
+ | - '' | ||
+ | Ogni volta che applichiamo una formulazione agli elementi, abbiamo a disposizione **Id geometries** che significa identifica le geometrie che ho nella corrente vista: esso serve per colorare gli elementi che sono stati modellati con una determinata proprietà, nel caso in cui io abbia più proprietà avrò elementi con colori diversi. \\ \\ | ||
+ | {{wikitelaio2016: | ||
+ | **Material Properties** \\ \\ | ||
+ | Dobbiamo selezionare il materiale da associare al mio elemento: \\ \\ | ||
+ | '' | ||
+ | A questo punto si pone il problema di quale materiale costituisce la piastra, ma in realtà non ha molta importanza perchè se applico uno stato tensionale e lo analizzo, i risultati che ottengo non sono funzione dello specifico materiale preso dalla famiglia degli isotropi, lineari ed elastici, poiché vale il teorema di Mitchell. \\ \\ | ||
+ | Rinominiamo il materiale come “lineare_elastico_isotropo”, | ||
+ | Le proprietà del mio materiale sono in '' | ||
+ | - In '' | ||
+ | - In '' | ||
+ | - '' | ||
+ | - '' | ||
+ | Associamo al materiale gli elementi (nel nostro caso è un solo elemento ovviamente), | ||
+ | {{wikitelaio2016: | ||
+ | A questo punto abbiamo definito la struttura a meno di carichi e vincoli, che possiamo definire mediante il menù BOUNDARY CONDITIONS. \\ \\ | ||
+ | **Boundary Conditions** \\ \\ | ||
+ | Utilizziamo ovviamente delle condizioni di tipo strutturale: | ||
+ | '' | ||
+ | Generiamo quindi una nuova condizione: \\ | ||
+ | '' | ||
+ | '' | ||
+ | '' | ||
+ | '' | ||
+ | '' | ||
+ | '' | ||
+ | '' | ||
+ | Nel nostro caso, vogliamo avere il pieno controllo sulla deformazione del mattoncino, quindi andiamo a bloccare due nodi, e prendo un nodo che si sposta in y di entità unitaria e non si muove in direzione x. | ||
+ | Per questo usiamo FIXED DISPLACEMENT, | ||
+ | Se andiamo su PROPERTIES, troviamo tutti gli spostamenti che possiamo andare a bloccare, se non sono selezionati il rispettivo spostamento del nodo è libero e i vincoli sono disattivi. \\ \\ | ||
+ | {{wikitelaio2016: | ||
+ | **Nota:** Se il mio nodo si sposta in un sistema in coordinate cilindriche l’interfaccia grafica non cambia, ma è assunto implicitamente che: | ||
+ | - '' | ||
+ | - '' | ||
+ | |||
+ | Inoltre ogni elemento ha i propri gradi di libertà, e io non so se realmente displacement x sia lo spostamento in x e così via; per essere sicuro devo assegnare il mio triangolo ad una classe di elementi che più si addice al mio modello, con l’aiuto della USER GUIDE andando a consultare la sezione contenente l' | ||
+ | In realtà il triangolo a 3 nodi non è un tipo di elemento, ma è una classe: vado a scegliere lo specifico elemento tornando al menù principale e selezionando: | ||
+ | '' | ||
+ | Avendo a che fare con un problema bidimensionale, | ||
+ | **Nota:** Un elemento è '' | ||
+ | Troviamo numerose categorie di elementi SOLID, e dobbiamo cercare sotto la categoria TRIA: | ||
+ | - A noi servono elementi 3 nodi, e vediamo che gli unici presenti sono 6,155,201; | ||
+ | - Il 6 ed il 155 sono deformazione piana e non corrispondono al nostro modello (in particolare la formulazione di Herrmann è specifica per materiali incomprimibili, | ||
+ | - Il 201 essendo l’unico in tensione piana è quello che andremo a scegliere | ||
+ | Assegniamo come fatto già in precedenza l’elemento alla famiglia 201, selezionando e poi cliccando su '' | ||
+ | {{wikitelaio2016: | ||
+ | Tramite il menù HELP apriamo la USER GUIDE \ ELEMENT LIBRARY (VOLUME B), dove sono presenti tutte le caratteristiche degli elementi che posso utilizzare nel programma, e andiamo a vedere quali sono i gradi di libertà per l’elemento 201.Vediamo che ha due gradi di libertà, dove il primo è in direzione x e il secondo è in direzione y, quindi abbiamo la conferma sull’effettivo significato delle etichette “displacement x” e “displacement y” per il particolare elemento 201. \\ \\ | ||
+ | {{wikitelaio2016: | ||
+ | Occorre associare ai due nodi inferiori (quelli alla base del triangolo), la condizione di spostamento nullo che abbiamo appena definito, e la chiamiamo: \\ | ||
+ | “Incastro_cerniera_fissi” \\ | ||
+ | Infatti ricordiamo che il nodo posto al vertice superiore ha uno spostamento di entità unitaria in direzione y. \\ \\ | ||
+ | {{wikitelaio2016: | ||
+ | **Nota:** possiamo notare come i vincoli siano indicati mediante la rappresentazione delle reazioni vincolari. \\ \\ | ||
+ | Per il nodo superiore imponiamo una nuova boundary condition, utilizzando il metodo analogo a quello usato in precedenza ma poniamo DISPLACEMENT Y =1 e chiamiamo questa condizione come: \\ | ||
+ | “fisso_x_sposto_y” \\ | ||
+ | {{wikitelaio2016: | ||
+ | {{wikitelaio2016: | ||
+ | In conclusione, | ||
+ | Ciò che abbiamo imposto è una modalità elementare di deformazione, | ||
+ | Se il sistema è lineare ottengo anche una tensione associata, che è pure lineare, e posso applicare la sovrapposizione degli effetti per le tensioni solo se il sistema è elastico-lineare.\\ \\ | ||
+ | |||
+ | {{wikitelaio2016: | ||
+ | A questo punto abbiamo definito completamente il modello, discretizzandolo, | ||
+ | |||
+ | **Calcolo** \\ \\ | ||
+ | |||
+ | Andando nel menù '' | ||
+ | - Impostiamo un '' | ||
+ | | ||
+ | - In INITIAL LOADS possiamo selezionare i carichi e i vincoli iniziali con cui svolgere l’analisi, | ||
+ | **Nota:** quando facciamo il NEW JOB tutte le boundary conditions vengono attivate di default. Se impongo una boundary condidtion dopo questa procedura, devo ricordarmi di attivarla. \\ \\ | ||
+ | {{wikitelaio2016: | ||
+ | Per definire quali risultati voglio visualizzare al termine della nostra analisi andiamo su '' | ||
+ | - Stress | ||
+ | - Total strain: è la somma di deformazione elastica, plastica, viscosa e a creep,e nel nostro caso avendo solo deformazione elastica coincide con elastic strain. | ||
+ | Di fianco alle SELECTED ELEMENT QUANTITIES troviamo una colonna '' | ||
+ | |||
+ | Cliccando su '' | ||
+ | A questo punto bisogna selezionare le grandezze nodali che si vogliono avere come risultato, e di default ci sono spostamenti, | ||
+ | - Displacement | ||
+ | - External force | ||
+ | - Reaction force | ||
+ | |||
+ | Come ultima cosa, in '' | ||
+ | |||
+ | Ora il nostro modello è impostato per il calcolo, se il '' | ||
+ | Se otteniamo un '' | ||
+ | {{wikitelaio2016: | ||
+ | {{wikitelaio2016: | ||
+ | |||
+ | **Nota:**Se mi da codice 2004 la matrice è singolare, mentre “errore 13” sta a indicare uno sbaglio nei dati in input forniti al risolutore. \\ \\ | ||
+ | **Analisi dei Risultati** \\ \\ | ||
+ | Apriamo i risultati dal menù '' | ||
+ | {{wikitelaio2016: | ||
+ | **Nota:** di default nei risultati appare la deformata, ma la visualizzazione può essere cambiata dall’opzione '' | ||
+ | La deformata è visualizzata mediante un fattore di amplificazione (che è impostato in automatico, oppure può essere scelto dall’utente) per maggior chiarezza, poiché nella realtà si possono incontrare deformazioni molto limitate in strutture compatte di materiale rigido. \\ | ||
+ | Per visualizzare una grandezza scalare andiamo nel menù '' | ||
+ | {{wikitelaio2016: | ||
+ | Cliccando su '' | ||
+ | {{wikitelaio2016: | ||
+ | Sotto '' | ||
+ | {{wikitelaio2016: | ||
+ | Per vedere le grandezze tensoriali vado su '' | ||
+ | {{wikitelaio2016: | ||
+ | |||
+ | |||
+ | ===== File caricati dal docente ===== | ||
+ | {{: | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | ===== Autori, note e ringraziamenti ===== | ||
+ | |||
+ | ====Autori==== | ||
+ | Alessandro Franchini, Manuel Baraldi, Sanfilippo Andrea, Sparacino Simone | ||
+ | |||
+ | ====Tabella di monitoraggio carico orario==== | ||
+ | Ore-uomo richieste per la compilazione della pagina. | ||
+ | |||
+ | ^ Autore/ | ||
+ | | Alessandro Franchini | ||
+ | | Baraldi Manuel | ||
+ | | Sanfilippo Andrea | ||
+ | | Sparacino Simone | ||
+ | | Alfonso Miccio | ||
+ | | Revisore 2 | --- | --- | --- | --- | --- | | ||
+ | | Revisore 3 | --- | --- | --- | --- | --- | | ||
+ | | Revisore 4 | --- | --- | --- | --- | --- | | ||
+ | | **Totale** | ||
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+ | La sezione relativa ai revisori è da compilarsi a cura del curatore. | ||
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+ | ~~DISCUSSION~~ |