Sesión 1: Introducción SALOME-MECA y CODE ASTERIntroducci on al MEF Introducci on Salome-Meca y...

Introduccion al MEFIntroduccion Salome-Meca y Code Aster

Modulo Geometrıa SALOME-MECA

Sesion 1: Introduccion SALOME-MECA yCODE ASTER

R. Lopez-Cancelos1, I. Vieitez2

1 Departamento de Ingenierıa de los Materiales, Mecanica Aplicada y Construccion, E. de Ing. Industrial, Universidad de Vigo,Campus Marcosende, E-36310 Vigo, E-mail: rlopezcancelos@gmail.com

2 Departamento de Matematica Aplicada II, E. de Ing. de Telecomunicacion, Universidad de Vigo, Campus Marcosende, E-36310Vigo, E-mail: ivieitez@dma.uvigo.es

Introduccion a la Simulacion Numerica con Code-Aster

9-11 de junio de 2015

R.L-Cancelos, I.Vieitez Sesion 1: Introduccion SALOME-MECA y CODE ASTER

Proyecto CloudPYME

El proyecto CloudPYME (ID 0682 CLOUDPYME2 1 E)esta cofinanciado por la Comision Europea a traves del Fondo Europeode Desarrollo Regional (FEDER), dentro de la tercera convocatoria deproyectos del Programa Operativo de Cooperacion TransfronterizaEspana-Portugal 2007-2013 (POCTEP).

Indice de contenidos

1 Introduccion al MEF

2 Introduccion Salome-Meca y Code AsterSALOME-MECACODE ASTER

3 Modulo Geometrıa SALOME-MECA

Indice

Introduccion al MEF

Es un metodo numerico general para la aproximacion de soluciones deecuaciones en derivadas parciales.

Tipos de ecuaciones en derivadas parciales:

Ec. Elıptica, operador Laplace.

∇ · (−c∇u) = f

Ec. Parabolica, ecuacion de difusion.

da∂u

∂t+∇ · (−c∇u) = f

Ec. Hiperbolica, ecuacion de ondas.

ea∂2u

∂t2+∇ · (−c∇u) = f

Introduccion al MEF

Tipos de problemas:

Problemas estacionarios → Condiciones de contorno

Condicion de frontera de Dirichlet

h u = r

Neumann∂u

∂n= n · ∇u

Problemas evolutivos: condiciones de contorno y condicionesiniciales.

u(x , t0) = u0

∂n(x , t0) = ut,0

Introduccion al MEF

El metodo posee tres caracterısticas fundamentales:

La discretizacion de un dominio geometrico mediante subdominiosgeometricos mas sencillos. Cada elemento finito es visto como undominio independiente.

Sistema de ecuaciones algebraicas, obtenidas a partir del problemaen derivadas parciales.

Ku = b

Ensamblaje de la matriz. Relaciones existentes entre los diferenteselementos.

(Kii Kii+1

Ki+1i Ki+1i+1

(bibi+1

Introduccion al MEF

El metodo calcula una solucion aproximada a la real mediante laaproximacion por funciones sencillas (generalmente polinomios).

La falta de precision puede venir de varias etapas del caculo:

La division del dominio continuo en elementos finitos no es exacta.Por tanto se introduce un error en el dominio modelado.

El empleo de funciones sencillas para interpolar la solucion.

En la resolucion del sistema de ecuaciones.R.L-Cancelos, I.Vieitez Sesion 1: Introduccion SALOME-MECA y CODE ASTER

Introduccion al MEF

Desde el punto de vista practico las fases necesarias para resolver unproblema mediante MEF son:

Preproceso

- Definicion de la geometrıa (dominio geometrico)- Generacion de la malla (Discretizacion del dominio geometrico)- Definicion de las condiciones de contorno- Asignacion de propiedades a los materiales- Otras

Calculo

- Calculo de la magnitud incognita)

Postproceso

- Calculo de magnitudes derivadas- Tratamiento de datos- Conclusiones de los resultados

SALOME-MECACODE ASTER

Indice

Introduccion al software SALOME-MECA

Es un software multiplataforma de codigo abierto.

Ofrece una plataforma generica para pre y post-procesamiento parala simulacion numerica.

Generacion del modelo CADGeneracion de los malladosPost-procesado de los resultados de calculo.

MODULOS:

Geometry

ParaVis

JobManager

Homard

OpenTURNS

EFICAS

EUROPLEXUS

Indice

Introduccion al codigo Code Aster

Es un codigo de simulacion de elementos finitos de codigo abierto.

Desarrollado por EDF (Electricite de France) para el estudio ymantenimiento plantas de generacion y distribucion de energıaelectrica.

Disenado para el analisis estructural y multifısico (Mecanicos,Termicos y Termomecanicos).

Tipos de analisis:Lineales y no linealesEstacionarios o evolutivosEstaticos o dinamicos.Analisis modal, fractura, dano, fatiga ...Iteraciones, fluido-estructura, solido estructura ysolido-fluido-estructura

Incluye mas de 90 leyes constitutivas de materiales, que incluyen:Elastico lineales y no lineales.Hiperelasticos no lienales.Elastoplasticos y viscoelasticos no lineales.

Archivos de entrada vs archivos de salida.

Documentacion tecnica de Code Aster:

Manual de utilizacion U: Modo de empleo de los comandos.

Manual de referencia R: Formulacion de los fenomenos modelados,metodos analıticos, algoritmos numericos.

Manual de descripcion informatica D: Las estructuras de datos,algoritmos, arquitectura.

Manual de validacion V: Fichas de los test de validacion.

Indice

Ejemplo

Crear los puntos de referencia → Menu New Entity/Basic/Point

Ejemplo

• Vertex 1 - 1st Point Constructor: -62.5; -40; -15, Apply

• Vertex 2 - 1st Point Constructor: 62.5; 40; 0, Apply

• Vertex 3 - 1st Point Constructor: -52.5; -20; -20, Apply

• Vertex 4 - 1st Point Constructor: 52.5; 20; -5, Apply

• Vertex 5 - 1st Point Constructor: -6; -6; -15, Apply

• Vertex 6 - 1st Point Constructor: 6; 6; 25, Apply

• Vertex 7 - 1st Point Constructor: 0 ; 0 ; 0, Apply

• Vertex 8 - 1st Point Constructor: 50 ; 30 ; -25, Apply

• Vertex 11 - 1st Point Constructor: 21.213; 21.213; 35, Apply and Close.

Ejemplo

Definir los vectores de referencia → Menu New Entity/Basic/Vector

• Vector 1 - 2nd Vector Constructor: 1 ; 0 ; 0, Apply

• Vector 2 - 2nd Vector Constructor: 0 ; 1 ; 0, Apply

• Vector 3 - 2nd Vector Constructor: 0 ; 0 ; 1, Apply and Close.

Ejemplo

Construccion de los cuerpos basicos: Prismas rectangulares→ Menu New Entity/Primitives/Box

• Box 1 - 1st Box constructor Select Vertex 1, Vertex 2, Apply

• Box 2 - 1st Box constructor Select Vertex 3, Vertex 4, Apply

• Box 3 - 1st Box constructor Select Vertex 5, Vertex 6, Apply and Close.

Ejemplo

Modificamos la posicion de una caja→ Menu Operations/Transformation/Rotation

Ejemplo

Rotation:

- Main Object: Box 3.

- Axis: Vector 3.

- Angle: 45

- Uncheck “Create a copy”check-box

- Apply and Close.

Ejemplo

Construccion de los cuerpos basicos: Prismas cilındricos.→ Menu New Entity/Primitives/Cylinder

Ejemplo

• Cylinder 1 - 2nd Cylinder constructor Radius 22, height 50, Apply

• Cylinder 2 - 1st Cylinder constructor Select Vertex 9, Vector 3, Radius15, height 80, Apply

• Cylinder 3 - 1st Cylinder constructor Select Vertex 10, Vector 3, Radius37.5, height 10, Apply

• Cylinder 4 - 1st Cylinder constructor Select Vertex 8, Vector 3, Radius 5,height 40, Apply

• Cylinder 5 - 1st Cylinder constructor Select Vertex 11, Vector 3, Radius3.5, height 20, Apply and Close.

Ejemplo

Creacion de varios cuerpos mediante una multi-traslacion → MenuOperation/Transformation/Multi-traslation

Ejemplo

Multi-Traslation 1:

- Main Object: Cylinder 4.

- Vector U: Vector 1.

- Vector V: Vector 2.

- Step U -100

- Nb. Times U: 2

- Step V -60

- Nb. Times V: 2

- Apply and Close.

Ejemplo

Creacion de varios cuerpos mediante una multi-rotacion → MenuOperation/Transformation/Multi-rotation

Ejemplo

Multi-Rotation 1

- Main Object: Cylinder 5.

- Vector: Vector 3.

- Nb. Times: 4

- Apply and Close.

Ejemplo

Operaciones con los cuerpos basicos → Menu Operation/Boolean/Fuse

Fuse 1

- Selected Objects: Cylinder 1, Cylinder 3.

- Apply and Close.

Ejemplo

Operaciones con los cuerpos basicos → Menu Operation/Boolean/Cut

Ejemplo

- Cut 1 - Main Object: Box 1 Tool Object: Box 2, Apply

- Cut 2 - Main Object: Fuse 1 Tool Object: Cylinder 2, Apply

- Cut 3 - Main Object: Cut 2 Tool Object: Multi-Rotation 1, Apply

- Cut 4 - Main Object: Cut 1 Tool Object: Multi-Translation 1, Applyand Close.

Ejemplo

Operaciones con los cuerpos basicos → Menu Operation/Boolean/Fuse

Fuse 2:

- Selected Objects: Cut 3, Cut 4.

- Apply and Close.

Ejemplo

Operaciones con los cuerpos basicos → Menu Operation/Boolean/Cut

Cut 5:

- Main Object: Fuse 2

- Tool Object: Box 3

- Apply and Close.

Ejemplo

Importar una geometrıa → Menu/File/Import.

Ejemplo

- Select Files of type *.step

- Download and load fileExtrusion.step

- Open.

Ejemplo

Crear un plano → Menu Entity/Basic/Plane

Ejemplo

Plane 1

- 1st Plane constructor Point:Vertex 7

- Vector: Vector 1

- Size: 80

- Apply and Close.

Ejemplo

Simetrıa → Menu Operations/Transformation/Mirror image

Ejemplo

Mirror 1

- 3rd Constructor: Mirror byPlane

- Objects: Extrusion.step 1

- Plane mirror: Plane 1

- Check “Create a copy”check-box.

- Apply and Close.

Ejemplo

Crear un grupo de solidos → Menu New Entity/Build/Compound

Ejemplo

Compound 1

- Objects: Mirror 1 andExtrusion.step 1

- Apply and Close.

Ejemplo

Crear un unico solido → Menu Operation/Boolean/Fuse

Fuse 3

- Selected objects: Cut 5,Compound 1

- Apply and Close.

Sesión 1: Introducción SALOME-MECA y CODE ASTERIntroducci on al MEF Introducci on Salome-Meca y...

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