Новый ZWCAD 2017
dwg.ru forum rss xml
| Правила | Регистрация | Пользователи | Поиск | Сообщения за день | Все разделы прочитаны |  Справка по форуму |

Вернуться   Форум DWG.RU > Программное обеспечение > Расчетные программы > Назначение размеров/формы/типа конечного элемента при расчете различных конструкций (сбор информации).

Назначение размеров/формы/типа конечного элемента при расчете различных конструкций (сбор информации).

Версия для печати
 
Ответ
Опции темы Поиск в этой теме
Непрочитано 31.07.2012, 11:27 6 |
Назначение размеров/формы/типа конечного элемента при расчете различных конструкций (сбор информации).
Armin
 
Проектирование зданий и частей зданий
 
Екатеринбург
Регистрация: 12.06.2007
Сообщений: 2,895

Armin вне форума Вставить имя

К сожалению, в нашей нормативной литературе отсутствуют требования к назначению размеров и типа КЭ в зависимости от вида моделируемой конструкции.

В данной теме имею цель собрать в одном месте рекомендации по назначению размеров/формы/типа КЭ (соответственно и сетки КЭ) при моделировании различных конструкций и узлов.

Просьба указывать источник информации и к какому программному комплексу относится.

Из того, что на данный момент найдено:
А.О. Шимановский, А.В. Путято «Применение метода конечных элементов в решении задач прикладной механики» 2008
Цитата:
Одним из наиболее важных этапов конечноэлементного анализа является построение сетки конечных элементов. В существующих программных комплексах, как правило, предусматриваются два основных метода: построение произвольной сетки и построение упорядоченной сетки.
Необходимо помнить, что точность расчета с помощью МКЭ зависит от правильного выбора типов и размеров конечных элементов. Практика расчетов с применением МКЭ позволяет дать следующие рекомендации :
– линейные элементы требуют более мелкой сетки, чем элементы более высокого порядка (с промежуточными узлами);
– упорядоченная сетка предпочтительнее произвольной;
– прямоугольная сетка с четырьмя узлами более выгодна, чем сетка с треугольными элементами;
– сетка треугольных элементов с промежуточными узлами имеет точность, близкую к сетке прямоугольных элементов с четырьмя узлами;
– прямоугольная сетка с восемью узлами предпочтительнее сетке треугольных элементов с промежуточными узлами, несмотря на большую площадь прямоугольных элементов;
– аппроксимация смещений кубическим полиномом (элемент третьего порядка) не требует мелкой сетки.

Мелкая сетка требуется там, где ожидается большой градиент деформаций или напряжений (отверстие, выточка, трещина и т. п.). В то же время крупная сетка может применяться в зонах с малоизменяющимися относительными деформациями или напряжениями, а также в областях, не представляющих особого интереса для расчетчика. В связи с этим перед созданием конечно-элементной сетки необходимо выделить предполагаемые области концентрации напряжений.
Точность результатов расчетов уменьшается, если существенно различаются размеры соседних элементов вблизи концентратора напряжений.
Статья С. Карпенко «О современных методах расчета высотных зданий из монолитного железобетона»
Цитата:
... … …
Расчет и моделирование выполнялись по программному комплексу «Лира-Windows» версии 9.0 и 9.2.
... … …
На точность определения прогибов в плитах с учетом физической нелинейности значительное влияние оказывает шаг конечно-элементной сетки. Показано, что шаг КЭ должен быть не менее 1/20 пролета плиты.
Руководство пользователя ЛИРА версия 9.0
Цитата:
геометрия конечных элементов – если стороны элементов сильно различаются по длине, то это приведет к плохой обусловленности матрицы накопленных уравнений и также к потере точности;
Из справки к программному комплексу APM Civil Engineering. За информацию спасибо Хмурому.
Цитата:
Рекомендуемые ограничения:
1. Углы пластинчатых элементов не менее 30 и не более 150 градусов;
2. Отношение сторон не более 1:10;
3. В случае, когда вершины четырехугольника не лежат в одной плоскости предпочтительнее использование двух треугольных элементов.
Обязательные ограничения:
1. Четырехугольный пластинчатый элемент не должен иметь самопересечений;
2. Четырехугольный пластинчатый элемент должен быть выпуклым;
3. Грани объемных элементов должны подчиняться 1-му и 2-му ограничениям.
Из непроверенных источников:
Цитата:
- КЭ в плитах перекрытия принимается размером в 2 толщины и более (т.е. для плиты толщиной 200 мм – размер КЭ 400х400 мм);
- размер КЭ плиты перекрытия не более 1/6 пролета плиты;
- размер КЭ плиты перекрытия не менее 1/15 пролета плиты;
- 10 элементов на пролет - во многих случаях довольно оптимальная сетка;
- не рекомендуется использовать треугольные элементы в которых присутствует угол меньше 15 градусов;
- не рекомендуется использовать прямоугольные КЭ с соотношением сторон a/b > 5;
- для строительных расчетов годится такое разбиение на КЭ, когда последующий расчет выдает результат, отличающийся от предыдущего не более 5%;
- в лире КЭ с углом менее 5 градусов являются явно вырожденными и портят матрицу жесткости.
Под "непроверенными" источниками подразумеваю то, что слышал на курсах по обучению, встречал в темах и пр. без ссылки на источник.

Ответ Юрия Гензерского на форуме (администратор тех. поддержки http://www.liraland.ru).
Цитата:
На этот вопрос нет однозначного ответа. Размеры элементов принимаются в зависимости от ряда требований. У каждого расчета их перечень быть разный. Какие же это требования:
-Соотношение размеров сторон и толщины. В идеале элемент должен быть равносторонний. Неблагоприятное соотношение сторон более чем 1:10. Соотношение меньшей стороны к толщине (идеальное) в пределах 1 – 30.
-Количество элементов на пролет. Идеально не мене 6.
-Учет особенностей расчетной схемы. Необходимые точки для вычисления перемещений, усилий, места приложения нагрузок, места опираний, ……
-Виды расчетов (линейный, линейный динамический, физнелинейный, геомнелинейный).
-Может что то еще.
Перельмутер А.В. «Беседы о строительной механике». Научное издание.— М: Издательство SCAD Soft, издательство ассоциации строительных вузов, 2014.— 250 с.

Цитата:
С точки зрения конечно-элементного анализа можно смело говорить о том, что оптимальным является разбиение на элементы имеющие форму простейших равносторонних фигур (равносторонний треугольник, квадрат, равносторонний тетраэдр, куб). Практически это требование достигается очень редко и получаемое разбиение на конечные элементы отлично от оптимального. Поэтому возникает задача оценки качества полученного сеточного разбиения, для чего строятся различные измерители (см. табл. 2.4).
Одним из таких измерителей является коэффициент формы, который вычисляется следующим образом. Для каждой стороны элемента Li определяется площадь идеального элемента такой величины (для равностороннего треугольника она равна 0,433(Li)^2, а для квадрата — (Li)^2), и затем эти площади осредняются.
Отношение этой осредненной «идеализированной» площади к реальной площади элемента принимается в качестве меры качества.
Для четырехугольных элементов следует ограничить их стремление к «игольчатой форме», для чего используется такой измеритель, как вытянутость. Используются и другие измерители, данные о которых приведены в таблице 2.4, где также указаны рекомендуемые и оптимальные значения соответствующих мер качества.


Вопрос на данную тему было не мало. Вразумительных ответов - не много.
По слухам, есть некоторые рекомендации по назначению КЭ в Eurocode 2 и в документации к программному комплексу Ing+2011.

PS: Книгу А.О. Шимановского и А.В. Путято см. вложение.
Методические рекомендации по исследованию строительных конструкций с применением математического и физического моделирования.
База знаний liraland.ru (Лира-САПР). Триангуляция. Построение конечноэлементных сеток
Блог Сергей 7on|off "Влияние формы сетки КЭ на результаты расчета"
Материалы семинара 2015 г (Уфа) http://scadsoft.com Влияние формы сетки конечных элементов на результаты расчета пластин и оболочек

__________________
«Точно знают, только когда мало знают. Вместе со знанием растет сомнение». Иоганн Вольфганг Гете

Последний раз редактировалось Armin, 13.05.2017 в 19:02.
Просмотров: 95062
 
Непрочитано 10.10.2013, 13:15
#41
frostyfrost

Юмористические расчеты, комедийные диссертаций, цирковые статьи
 
Регистрация: 12.12.2012
Москва
Сообщений: 831


Цитата:
Сообщение от Ralk Посмотреть сообщение
по теме: размер конечных элементов в расчете с физической нелинейностью должен, скорее всего, в достаточной мере соотносится с размерами слоев материала (а соответственно и с размерами трещин).
Так можно и до мышей размера заполнителя... Вопрос в том, чтобы в достаточной мере обеспечить оболочечными элементами апроксимацию эпюры моментов, поскольку для той же Лиры момент определяется для одной точки в центре элемента.
__________________
FEM, BEM, OMG, LOL
Также разрабатываю систему расчетов CivilEng
frostyfrost вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 12.10.2013, 18:30
1 | #42
bahil


 
Сообщений: n/a


Сто раз вам говорить НЕ ПРИМЕНЯЙТЕ В ПРОЕКТИРОВАНИИ НЕЛИНЕЙНЫЕ РАСчЁТЫ.
Offtop: Ребята, мне вас жалко - вы сгините вконец... А.К. Толстой
Тут с обычными линейными нет полной ясности. Многое зависит от функции формы. Казалось бы применяй полиномы вычших степеней и точность будет выше... Но тогда получаются несогласованные элементы.
Возьмём для простоты линейный элемент с двумя степенями свободы в узле. Кубический полином даёт полное совпадение с методом деформации и достаточно 2-х узлов. Но нельзя учесть сдвиг. Для продольного изгиба тоже достаточно 2х узлов. При повышении степени полинома теряется физический смысл.
Если мы хотим учесть физнелинейность нужно уже не менее 5 узлов. Для динамики минимум 10 узлов. 20 узлов максимум.
Если разбивать на большее количество, то можно упереться в вычислительную погрешность. Что собственно и произошло в так называемых "тестовых" примерах. Разбивать плиту более, чем на 500 элементов...Как бы это деликатнее выразиться...
вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 12.10.2013, 23:31
4 | #43
Ayvengo

поиск истины МКЭ
 
Регистрация: 31.01.2012
Электросталь
Сообщений: 1,569
Отправить сообщение для Ayvengo с помощью ICQ Отправить сообщение для Ayvengo с помощью Skype™


Разбиение конструкции на большое число элементов чревато еще одной проблемой МКЭ - накоплением банальных математических погрешностей. Лет 8 назад мы провели небольшое исследование: в рамках линейной задачи взяли предельно простой горизонтальный консольный стержень с жесткой заделкой, нагруженный вертикальной силой, приложенной к свободному концу стержня, и разбили в Старке и в Лире на большое число элементов (15000). А далее сравнили изгибающий момент в заделке с точным решением (FL) и прогиб (FL в кубе/3EI). В итоге Старк дал погрешность 6-7%, Лира - 18-20%. Заметили еще одну интересную зависимость: если пронумеровать КЭ от податливой части к заделке, точность оказывается выше, чем наоборот. Еще раз хочу подчеркнуть, что задача решалась только для исследования, на практике, конечно же, разбивать на такое безумное количество элементов ни к чему.
Ayvengo вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 15.10.2013, 06:05
#44
ETCartman

Ansys, SolidWorks, etc
 
Регистрация: 09.12.2008
Texas
Сообщений: 4,401


Цитата:
Сообщение от Ayvengo Посмотреть сообщение
Разбиение конструкции на большое число элементов чревато еще одной проблемой МКЭ - накоплением банальных математических погрешностей. .
Итерационные методы устойчивы к погрешностям такого рода. Надо было просто поменять решатель.
хотя разбивать стержневые элементы так сильно действительно ни к чему. в программах машиностроительных применяют разбивку не для точности, сколько потому что там визуализация происходит в узлах, нужно больше узлов чтобы нормально отобразить эпюры. при этом результат между узлами такой же точный как и в них
нелинейные расчеты конечно сложнее линейных, но для расчета жб по второй группе другой альтернативы нет. железобетон сильно нелинейный материал. минус что в российских программах реализован в большинстве своем криво.

Последний раз редактировалось ETCartman, 15.10.2013 в 07:06.
ETCartman вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 15.10.2013, 20:46
#45
Ayvengo

поиск истины МКЭ
 
Регистрация: 31.01.2012
Электросталь
Сообщений: 1,569
Отправить сообщение для Ayvengo с помощью ICQ Отправить сообщение для Ayvengo с помощью Skype™


ETCartmen, так я же указал, что расчет проводили в линейной постановке. Преимущества нелинейной постановки для жбк бесспорны. И такие расчеты мы проводили в тех же Старке и Лире и разница с реальными испытаниями оказалась в пределах 10%. Причем расчет оказался консервативнее эксперимента.
Ayvengo вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 16.10.2013, 05:25
#46
ETCartman

Ansys, SolidWorks, etc
 
Регистрация: 09.12.2008
Texas
Сообщений: 4,401


Цитата:
Сообщение от Ayvengo Посмотреть сообщение
ETCartmen, так я же указал, что расчет проводили в линейной постановке.
я это понял. не понял какой метод решения слау мкэ выбирали - линейно. гаусса или какой то еще.
замечания про нелинейность для bahil ибо он всех пугает нелинейностью основываясь на том что это в принципе невозможно.
ETCartman вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 18.10.2013, 13:27
#47
Ayvengo

поиск истины МКЭ
 
Регистрация: 31.01.2012
Электросталь
Сообщений: 1,569
Отправить сообщение для Ayvengo с помощью ICQ Отправить сообщение для Ayvengo с помощью Skype™


Да, Гаусса. По сути все прямые методы тесно связаны с методом Гаусса. В частности, в Старке есть три разновидности реализации метода Гаусса.
Ayvengo вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 28.11.2013, 15:18
#48
hentan


 
Регистрация: 22.01.2013
Сообщений: 1,138
Отправить сообщение для hentan с помощью Skype™


http://klovanich.se-ua.net/page7
Ссылка на ряд источников по МКЭ, возможно кому-то пригодится, а автору спасибо за труд)
hentan вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 09.02.2014, 01:10
#49
Nursul85


 
Регистрация: 23.09.2013
Сообщений: 12
Отправить сообщение для Nursul85 с помощью Skype™


Доброй ночи !
Подскажите, пожалуйста... Можно ли задать нечетное количество КЭ для плиты в Лире 9.6 ? Размер КЭ 1/7 пролета плиты.
Будут ли правильно строиться эпюры моментов в центре плиты ?
Nursul85 вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 09.02.2014, 01:15
#50
Stanum

начинающий
 
Регистрация: 16.10.2011
Днепропетровск
Сообщений: 1,006
Отправить сообщение для Stanum с помощью ICQ


Nursul85, да, можно, проблем не будет. если дискретизация достаточная.
Stanum на форуме вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 09.02.2014, 21:27
#51
Nursul85


 
Регистрация: 23.09.2013
Сообщений: 12
Отправить сообщение для Nursul85 с помощью Skype™


Цитата:
Сообщение от Stanum Посмотреть сообщение
если дискретизация достаточная
Замучился сегодня с дискретизацией. Создал плиту размером 6 х 6 м толщиной 12 см. Сосредоточ. сила в центре плиты - 2 т.
Сделал 2 варианта разбивки на КЭ. 1- с шагом 0,2 м, 2- с шагом 0,1 м.

Результаты (Момент Мх в центре различаются на 24%) не устраивают.

Стоит ли еще сгустить сетку ?
Изображения
Тип файла: jpg shag_200.jpg (168.5 Кб, 984 просмотров)
Тип файла: jpg shag_100.jpg (237.9 Кб, 979 просмотров)
Nursul85 вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 09.02.2014, 21:34
#52
Stanum

начинающий
 
Регистрация: 16.10.2011
Днепропетровск
Сообщений: 1,006
Отправить сообщение для Stanum с помощью ICQ


Nursul85,
Цитата:
Сосредоточ. сила в центре
В этом проблема, никогда не сойдется.
Stanum на форуме вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 09.02.2014, 21:51
#53
Nursul85


 
Регистрация: 23.09.2013
Сообщений: 12
Отправить сообщение для Nursul85 с помощью Skype™


Stanum,
Спасибо за подсказку. Я бы еще денёк потерял за поиском ИСтины
Nursul85 вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 02.04.2014, 19:10
#54
МИНЗДРАВ

Oxypropane welder
 
Регистрация: 29.01.2008
Unix
Сообщений: 506


Цитата:
Сообщение от Armin Посмотреть сообщение
три узла КЭ лежат на одной прямой
А что можно сделать, если такие элементы появились? (ну, кроме их удаления)
МИНЗДРАВ вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 02.04.2014, 19:25
#55
Stanum

начинающий
 
Регистрация: 16.10.2011
Днепропетровск
Сообщений: 1,006
Отправить сообщение для Stanum с помощью ICQ


МИНЗДРАВ, можно перебить соседние элементы вот так
Изображения
Тип файла: jpg вырожденный элемент_1.jpg (52.3 Кб, 872 просмотров)
Stanum на форуме вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 03.04.2014, 07:37
#56
SergeyMetallist


 
Регистрация: 13.05.2009
г.Н.Новгород
Сообщений: 667


Цитата:
Сообщение от МИНЗДРАВ Посмотреть сообщение
А что можно сделать, если такие элементы появились? (ну, кроме их удаления)
Offtop: Некоторые программы вполне комфортно работают с подобными вырожденными элементами
SergeyMetallist вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 05.05.2014, 12:01
#57
741520

Инжинегр
 
Регистрация: 09.12.2011
Сообщений: 408


Когда-то находил в одной книге сравнение результатов армирования при различных шагах триангуляции плиты. Вроде бы книга была по Лире или Старку. Однако сейчас стал искать - ничего не могу найти. Может кто-нибудь подскажет название книги?
741520 вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 05.05.2014, 23:14
#58
Ayvengo

поиск истины МКЭ
 
Регистрация: 31.01.2012
Электросталь
Сообщений: 1,569
Отправить сообщение для Ayvengo с помощью ICQ Отправить сообщение для Ayvengo с помощью Skype™


Цитата:
Сообщение от 741520 Посмотреть сообщение
Вроде бы книга была по Лире или Старку.
Мне о такой книге ничего не известно, а сопоставление результатов расчета при разных вариантах триангуляции показывают на совместных семинарах Еврософт или Лира-сервис.
Ayvengo вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Автор темы   Непрочитано 21.05.2014, 14:58
#59
Armin

Проектирование зданий и частей зданий
 
Регистрация: 12.06.2007
Екатеринбург
Сообщений: 2,895


Перельмутер А.В. «Беседы о строительной механике». Научное издание.— М: Издательство SCAD Soft, издательство ассоциации строительных вузов, 2014.— 250 с.

Цитата:
С точки зрения конечно-элементного анализа можно смело говорить о том, что оптимальным является разбиение на элементы имеющие форму простейших равносторонних фигур (равносторонний треугольник, квадрат, равносторонний тетраэдр, куб). Практически это требование достигается очень редко и получаемое разбиение на конечные элементы отлично от оптимального. Поэтому возникает задача оценки качества полученного сеточного разбиения, для чего строятся различные измерители (см. табл. 2.4).
Одним из таких измерителей является коэффициент формы, который вычисляется следующим образом. Для каждой стороны элемента Li определяется площадь идеального элемента такой величины (для равностороннего треугольника она равна 0,433(Li)^2, а для квадрата — (Li)^2), и затем эти площади осредняются.
Отношение этой осредненной «идеализированной» площади к реальной площади элемента принимается в качестве меры качества.
Для четырехугольных элементов следует ограничить их стремление к «игольчатой форме», для чего используется такой измеритель, как вытянутость. Используются и другие измерители, данные о которых приведены в таблице 2.4, где также указаны рекомендуемые и оптимальные значения соответствующих мер качества.
Изображения
Тип файла: jpg Табл 2.4.jpg (59.1 Кб, 9488 просмотров)
__________________
«Точно знают, только когда мало знают. Вместе со знанием растет сомнение». Иоганн Вольфганг Гете
Armin вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 21.05.2014, 15:42
#60
Ayvengo

поиск истины МКЭ
 
Регистрация: 31.01.2012
Электросталь
Сообщений: 1,569
Отправить сообщение для Ayvengo с помощью ICQ Отправить сообщение для Ayvengo с помощью Skype™


Цитата:
Сообщение от Armin Посмотреть сообщение
Поэтому возникает задача оценки качества полученного сеточного разбиения, для чего строятся различные измерители (см. табл. 2.4).
По подобным, а так же дополнительным, критериям реализована оценка качества КЭ-сетки в Старке. Так же предусмотрена автоматизированная оптимизация (изменение геометрии КЭ) по результатам анализа качества сетки.
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: Качество и оптимизация КЭ сеток.png
Просмотров: 161
Размер:	65.6 Кб
ID:	128799  Нажмите на изображение для увеличения
Название: Характеристики качества.png
Просмотров: 194
Размер:	64.8 Кб
ID:	128800  
Ayvengo вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
Ответ
Вернуться   Форум DWG.RU > Программное обеспечение > Расчетные программы > Назначение размеров/формы/типа конечного элемента при расчете различных конструкций (сбор информации).

 VetCAD++
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск

Быстрый переход

Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Сборно-монолитные каркасы. Различные системы/серии. (сбор информации) Armin Поиск литературы, чертежей, моделей и прочих материалов 61 26.06.2017 23:53
Обсуждение проекта актуализированного СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции» Зяблик Прочее. Архитектура и строительство 62 11.08.2016 16:21
Документация Проектировщику на Torrents DEM Разное 251 23.06.2016 11:59
Жилые и общественные здания: краткий справочник инженера-конструктора. Под ред. Ю.А. Дыховичного и В.И. Колчунова. 2011 (Впечатления и отзывы). Armin Поиск литературы, чертежей, моделей и прочих материалов 15 07.02.2013 16:00
ГОСТ Р 53231-2008 UnyqUm Поиск литературы, чертежей, моделей и прочих материалов 5 15.09.2009 14:41

|| Главная || Каталог САПР || Тендеры || Публикации || Объявления || Биржа труда || Download || Галерея ||
|| Библиотека || Кунсткамера || Каталог предприятий || Контакты || Файлообменник || Блоги ||


Размещение рекламы