Un exemple d`utilisation du Code_Aster : calcul d`un tuyau coudé
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1. e D finition des conditions aux limites et des chargements AFFE CHAR MECA e R solution du probl me lastique pour chaque cas de charge MECA STATIQUE Calcul du champ de contraintes par l ments aux n uds pour chaque cas de charge option SIGM ELNO e Impression des r sultats IMPR RESU On imprimera sous forme listing le d placement moyen sur la section B ainsi que les valeurs maximales du tenseur de contraintes Manuel d utilisation Fascicule u1 05 Exemples d utilisation Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Code Aster ia default Titre Un exemple d utilisation du Code Aster calcul d Date 07 02 2011 Page 6 9 Responsable Josselin DELMAS Cl U1 05 01 R vision 5501 2 3 Les commandes la loupe Nous allons maintenant d tailler les commandes n cessaires la r alisation du calcul envisag Fichier de Commandes Explications TITRE TUYAUTERIE COMPORTANT UN COUDE Les commentaires sont pr c d s du signe MODELISATION PAR DES ELEMENTS COQUES DKT PRODUIT PAR GMSH DEBUT Commande obligatoire pour commencer PRE GMSH Le maillage est au format GMSH MAIL LIRE MAILLAGE Lecture du maillage dans le fichier de maillage et cr ation du concept MAIL contenant le maillage au format Aster D finition des l ments finis utilis s Un mod le est un concept con2. 2 891E 02 1 053E 01 3 242E 02 3D d placement moyen 2 907E 02 1 065E 01 Le graphe suivant pr sente la d form e et les isovaleurs de contraintes axiales visualis es l aide de GMSH 1 056e 01 0 000e 00 DEPL 1 659e 08 1 719e 08 SIGM ELNO DEPL SIYY Manuel d utilisation Fascicule u1 05 Exemples d utilisation Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html
3. unit logique 37 les contraintes composantes SIYY seulement pour le post traitement avec GMSH Cette composante repr sente en fait la composante axiale tout le long de la tuyauterie cause de l orientation choisie dans AFFE CARA ELEM IMPR RESU MODELE MODMECA FORMAT CMSH UNITE 37 RESU _F RESULTAT RESU NOM CHAM SIGM ELNO NOM CMP SIXX SIYY l E Manuel d utilisation Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Fascicule u1 05 Exemples d utilisation Code Aster cu Titre Un exemple d utilisation du Code Aster calcul d Date 07 02 2011 Page 9 9 Responsable Josselin DELMAS Cl U1 05 01 R vision 5501 4 Comparaison des r sultats obtenus Les r sultats obtenus par cette mod lisation peuvent tre compar s ceux obtenus par d autres mod lisation du m me probl me Pour le chargement de force constante FY appliqu e sur la section B on compare le d placement au point B pour les diff rentes mod lisations Le tableau suivant donne pour diff rentes mod lisations des valeurs indicatives obtenues pour des raffinements moyens des maillages Chargement force constante FY Mod lisation DX DY DRZ poutre flexibilit 1 2 657E 02 6 702E 02 2 097E 02 poutre flexibilit RCCM 2 983E 02 1 156E 01 3 530E 02 tuyau 2 935E 02 1 083E 01 3 326E 02 Coque d placement moyen
4. Code Aster PE Titre Un exemple d utilisation du Code_Aster calcul d Date 07 02 2011 Page 1 9 Responsable Josselin DELMAS Cl U1 05 01 R vision 5501 Manuel d Utilisation Fascicule U1 0 Introduction Code Aster Document U1 05 01 Un exemple d utilisation du Code Aster calcul d un tuyau coud R sum Ce document d crit un exemple simple d utilisation de Code Aster qui est fourni avec la proc dure de t l chargement de Code Aster depuis le site code aster orq Manuel d utilisation Fascicule u1 05 Exemples d utilisation Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Code Aster E Titre Un exemple d utilisation du Code Aster calcul d Date 07 02 2011 Page 2 9 Responsable Josselin DELMAS Cl U1 05 01 R vision 5501 1 Donn es du probl me 1 1 G om trie L tude concerne une tuyauterie comprenant deux tuyaux droits et un coude Figure 1 1 a Les donn es g om triques du probl me sont les suivantes e la longueur Lo des deux tuyaux droits est de 3m e lerayon R du coude est de 0 6m e l angle Q du coude est de 90 e l paisseur des tuyaux droits et du coude est de 0 02 m e etle rayon ext rieur des tuyaux droits et du coude est de 0 2m La TR B section B A section A Figure 1 1 a Remarque La g om trie du probl me pr sente une sym trie par rapport
5. D finition de la constante rayon ext rieur du tube Calcul du rayon moyen du tube Calcul de la force totale appliquer Affectation sur le mod le MODMECA D une force sur l ar te CM28 de valeur FYREP Commande globale de r solution des probl mes statiques en thermo lasticit lin aire RESU1 est le nom du concept r sultat Le mod le MODMECA Le champ de mat riau CHMAT Les caract ristiques l mentaires CARA COQ Les conditions limites BLOCAGI Le chargement CHARG1 coques Eal reuse RESU1 signifie que l on enrichit le concept sur le mod le MODMECA avec le champ de mat riau CHMAT et les caract ristiques l mentaires CARA COQ on calcule SIGM ELNO signifiant contraintes calcul es aux n uds de chaque l ment partir des d placements D finition de l unit logique pour le fichier GMSH On imprime des r sultats provenant du mod le MODMI les r sultats sont 5a Q D Manuel d utilisation Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Fascicule u1 05 Exemples d utilisation Code Aster Version default Titre Un exemple d utilisation du Code Aster calcul d Responsable Josselin DELMAS NOM CHAM DEPL SIGM ELNO DEFI_ FICHIER ACTION LIBERER UNITE 37 Cr er un groupe MAIL DEFI GROUP reuse MAIL MAILLAGE MAIL CREA GROUP _NO F GROUP _MA GM28 Cr er une tab
6. Un exemple d utilisation du Code Aster calcul d Responsable Josselin DELMAS Date 07 02 2011 Page 4 9 Cl U1 05 01 R vision 5501 Nous proposons le fichier geo de GMSH produisant ce maillage LOT I TI VTT TI I TI VTT TI TT I TT TT IV TI VI TT NV TT VI TT I TT TT IV TI VIT TITI 117 Maillage du tuyau coud pour gmsh 1 60 LOT I TI VTT TI TT I VTT TI TT I TT TT IV TI TI TT NT TT VI TT I TT I TI IT I VI TITI 117 Variables Rext 0 2 Ep 10 02 Rm Rext Ep 2 RC 0 6 LG 3 0 h 0 04 Point 1 RC LG 0 h Point 2 RC LG 0 1 h Point 3 1 Rm 0 0 h Point 4 0 0 Rm h Point 5 Rm 0 0 h Point 6 0 0 0 h Circle 1 3 6 4 Circle 2 4 6 5 ler tuyau droit Extrude Line 2 0 LG 0 Layers 50 90 1 Extrude Line 1 0 LG 0 Layers 50 91 1 Coude Extrude Line 3 0 0 1 RC LG 0 Pi 2 Layers 30 93 1 Extrude Line 7 0 0 1 RC LG 0 Pi 2 Layers 30 94 1 2eme tuyau droit Extrude Line 11 LG 0 0 Layers 50 95 1 Recombine Extrude Line 15 LG 0 0 Layers 50 96 1 Recombine Coherence Physical Line 27 2 1 Physical Line 28 23 19 Physical Line 29 24 16 8 5 13 21 Physical Surface 30 90 91 93 94 95 96 Physical Point 31 3 Manuel d utilisation Fascicule u1 05 Exemples d utilis
7. ation Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Code Aster au Titre Un exemple d utilisation du Code Aster calcul d Date 07 02 2011 Page 5 9 Responsable Josselin DELMAS Cl U1 05 01 R vision 5501 2 2 Commandes Aster Les tuyaux droits et le coude seront mod lis s par des l ments de coque DKT La tuyauterie est encastr e en sa base sur tous les n uds situ s dans le plan Y 0 La tuyauterie pr sente un plan de sym trie Z 0 e Un effort r parti F dirig e selon l axe Y et appliqu e la section B l effort r parti est tel que 2 TRwr la force totale que l on d sire appliquer On calculera le champ de contraintes par l ment aux n uds SIGM ELNO pour chaque cas de charge Utiliser NIVE COUCHE pour d finir le niveau de calcul dans l paisseur Les principales tapes du calcul avec Aster sont e Maillage e D finition des l ments finis utilis s AFFE MODELE On utilisera les groupes de mailles issus du maillage e D finition et affectation du mat riau DEFI MATERIAU et AFFE MATERIAU Les caract ristiques m caniques sont identiques sur toute la structure e Affectation des caract ristiques des l ments coques AFFE CARA ELEM avec notamment l paisseur et le vecteur V d finissant le rep re de d pouillement mot cl ANGL REP On peut prendre par exemple V Oz
8. au plan A X Y Manuel d utilisation Fascicule u1 05 Exemples d utilisation Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Code Aster ba Titre Un exemple d utilisation du Code Aster calcul d Date 07 02 2011 Page 3 9 Responsable Josselin DELMAS Cl U1 05 01 R vision 5501 1 2 Chargement 1 3 Les conditions aux limites sont les suivantes e jl y a encastrement au niveau de la section Le chargement appliqu est une force constante FY 100000 N dirig e selon l axe Y et appliqu e sur la section B Caract ristiques mat riau Les propri t s du mat riau sont celles de l acier 442 e le module d Young E 204000 E 6N m e le coefficient de Poisson y 3 Mod lisation du probl me 2 1 On peut mod liser le probl me par des l ments de coque DKT Maillage GMSH Dans le cas de la mod lisation en l ments coques le maillage consiste en la discr tisation de la surface moyenne de la tuyauterie La g om trie tant sym trique par rapport au plan 4 X Y 0on ne maillera qu une demi surface Le maillage devra tre suffisamment fin pour obtenir une solution pr cise les l ments DKT 3 n uds ayant une interpolation d ordre 1 en membrane Manuel d utilisation Fascicule u1 05 Exemples d utilisation Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Code Aster Version default Titre
9. l TABDEP1 POST _RELEVE T ACTION F INTITULE DEPBl GROUP_NO GM28 RESULTAT RESU1 NOM CHAM DEPL TOUT _CMP OUI OPERATION MOYENNE Imprimer une table IMPR TABLE TABLE TABDEP1 FILTRE F NOM PARA QUANTITE CRIT_COMP EQ VALE K MOMENT 0 NOM _PARA DY FIN 3 Visualisation l aide de GMSH Date 07 02 2011 Page 8 9 Cl U1 05 01 R vision 5501 au format GMSH et sont les d placements imprim s dans l unit logique associ au fichier POST et proviennent de RESU1 au format GMSH et sont les contraintes aux n uds imprim s dans l unit logique associ au fichier POST et proviennent de RESU1 Fermeture de l unit logique Un nouveau groupe reuse MAIL signifie que l on enrichit le concept maillage A partir du maillage MAIL on cr e un group de n uds provenant des mailles GM28 On cr e une table TABDEP1 en post traitement dont le nom est DEPB1 qui s appuie sur le groupe GM28 et sur les r sultats RESU1 on veut les d placements pour toutes les composantes et la moyenne PJ au H on imprime la table TABDI on veut la quantit qui vaut exactement le moment d ordre 0 sur le d placement suivant y Commande obligatoire pour clore une ex cution Avec la version 7 4 de Code Aster l impression directe des r sultats au format GMSH est possible On imprimera sur le fichier SIGM de num ro d
10. tenant les types d l ments finis utiles au calcul MODMECA AFFE MODELE MAILLAGE MAIL Associe les mailles du maillage des groupes GM30 et GM28 AFFE F GROUP MA GM30 GM28 PHENOMENE MECANIQUE MODELISATION DKT des l ments finis m caniques de type coque DKT Orientation des normales aux coques rentrantes dans le GM30 MAIL MODI MAILLAGE reuse MAIL Modifier le maillage MAIL MAILLAGE MAIL ORIE NORM COQUE F en orientant les normales GROUP_MA GM30 du groupe GM30 VECT_NORM 1 0 0 0 0 0 suivant la normale 1 0 0 GROUP NO GM31 d finie sur le n ud GM31 MODELE MODMECA Sur le mod le MODMECA D finition du mat riau ACIER DEFI MATERIAU ELAS F E 204000000000 0 Les caract ristiques de chaque mat riau constituant le maillage sont fournies NU 0 3 module d Young et coefficient de Poisson CHMAT AFFE MATERIAU MAILLAGE MAIL Sur le maillage MAIL AFFE F TOUT OUl et sur toutes les mailles MATER ACIER on affecte le mat riau ACI E W Caract ristiques des coques CARA COQ AFFE CARA ELEM On change les caract ristiques l mentaires H MODELE MODMECA Sur le mod le MODMECA COQUE F des coques GROUP_MA GM30 GM28 d finies dans les groupes GM30 et GM28 EPAIS 0 02 par une paisseur de coque de 0 2 ANGL _REP 0 0 90 0 avec un rep re local utile dans le post traitement D finition des conditions aux limites Manuel d utilisa
11. tion Fascicule u1 05 Exemples d utilisation Document diffus sous licence GNU FDL http www gnu org copyleft fdl html Code Aster Version default Titre Un exemple d utilisation du Code Aster calcul d Responsable Josselin DELMAS BLOCAGE AFFE CHAR MECA MODELE MODMECA DDL_IMPO _F GROUP MA GM27 DX 0 0 DY 0 0 DZ 0 0 DRX 0 0 DRY 0 0 DRZ 0 0 _F GROUP MA GM29 DZ 0 0 DRX 0 0 DRY 0 0 D finition du chargement FYTOT 100000 0 EPTUB 0 02 REXT 0 2 RMOY REXT EPTUB 2 FYREP FYTOT 2 PI RMOY CHARG1 AFFE CHAR MECA MODELE MODMECA FORCE ARETE F GROUP MA GM28 FY FYREP R solution RESU1 MECA STATIQUE MODELE MODMECA CHAM MATER CHMAT CARA ELEM CARA COQ EXCIT _F CHARGE BLOCAGE _F CHARGE CHARG1 Calcul des contraintes RESU1 CALC _ELEM reuse RESUI OPTION SIGM ELNO RESULTAT RESU Impression des r sultats pour visualisation avec GMSH DEFI_FICHIER ACTION ASSOCIER UNITE 37 IMPR _RESU MODELE MODMECA FORMAT GMSH UNITE 37 RESU _F RESULTAT RESUI1 Date 07 02 2011 Page 7 9 Cl U1 05 01 R vision 5501 Pour le mod le MODMECA Les n uds du groupe de mailles GM27 sont encastr s et les n uds du groupe de mailles GM29 sont tels que DZ 0 DRX 0 et DRY 0 D finition de la constante force totale D finition de la constante paisseur du tube
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