FreeCad FEM exploitation des résultats

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46Cpi
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Re: FreeCad FEM exploitation des résultats

Postby 46Cpi » Wed May 20, 2020 9:25 pm

Merci Alex pour tous ces points complémentaires, mais je ne suis pas doué en informatique ...
Je n'arrive même pas à inclure une image ou un fichier dans ce débat comme tu le fais si bien :oops:

Pour info j'ai 30 plots mais passer par la modif du fichier.inp ne me cause pas de problème
Ce qui me pose problème sont la fiabilité des résultats des forces équivalentes aux déplacements nuls.
Je pense devoir créer un nouveau sujet sur ce point.
Mais déjà si je pouvais inclure une image ou fichier cela serait plus lisible ...
Cordialement
46Cpi
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-alex-
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Re: FreeCad FEM exploitation des résultats

Postby -alex- » Thu May 21, 2020 10:27 am

46Cpi wrote:
Wed May 20, 2020 9:25 pm
Merci Alex pour tous ces points complémentaires, mais je ne suis pas doué en informatique ...
je ne suis pas spécialement doué non plus, j'en sais juste assez pour comprendre que je ne sais pas grand chose :roll:

Je n'arrive même pas à inclure une image ou un fichier dans ce débat
regardes l'onglet "pièces jointes" en bas à gauche lorsque tu édites ton message

Pour info j'ai 30 plots mais passer par la modif du fichier.inp ne me cause pas de problème
ci-dessous un fichier de miroir ep.10mm D400 sur 16 appuis, pour exemple (pas tout à fait réaliste concernant les appuis, notamment le central fixe)
Le poids du miroir: P=mG=2²xPixep=(2x2x3.14x0.1x2.52)x9.81= 31N à comparer à la somme des réactions en Z du fichier .dat. J'ai comparé vite fait et le total a l'air proche.

Ce qui me pose problème sont la fiabilité des résultats des forces équivalentes aux déplacements nuls.
De mon point de vu chaque appui reprend le poids de la zone de matière qu'il supporte, au prorata des déformations environnantes (merci la FEM).

miroir_coque_16_appuis.png
miroir_coque_16_appuis.png (421.73 KiB) Viewed 251 times

miroir_coque_16_appuis.gif
miroir_coque_16_appuis.gif (161.04 KiB) Viewed 251 times
miroir_coque_16_appuis.FCStd
(22.98 KiB) Downloaded 7 times

Code: Select all

** outputs --> dat file
** reaction forces for Constraint fixed
*NODE PRINT, NSET=ConstraintFixed_centrale, TOTALS=ONLY
RF
*NODE PRINT, NSET=ConstraintDisplacement_midd1, TOTALS=ONLY
RF
*NODE PRINT, NSET=ConstraintDisplacement_midd2, TOTALS=ONLY
RF
*NODE PRINT, NSET=ConstraintDisplacement_midd3, TOTALS=ONLY
RF
*NODE PRINT, NSET=ConstraintDisplacement_midd4, TOTALS=ONLY
RF
*NODE PRINT, NSET=ConstraintDisplacement_midd5, TOTALS=ONLY
RF
*NODE PRINT, NSET=ConstraintDisplacement_ext1, TOTALS=ONLY
RF
*NODE PRINT, NSET=ConstraintDisplacement_ext2, TOTALS=ONLY
RF
*NODE PRINT, NSET=ConstraintDisplacement_ext3, TOTALS=ONLY
RF
*NODE PRINT, NSET=ConstraintDisplacement_ext4, TOTALS=ONLY
RF
*NODE PRINT, NSET=ConstraintDisplacement_ext5, TOTALS=ONLY
RF
*NODE PRINT, NSET=ConstraintDisplacement_ext6, TOTALS=ONLY
RF
*NODE PRINT, NSET=ConstraintDisplacement_ext7, TOTALS=ONLY
RF
RF
*NODE PRINT, NSET=ConstraintDisplacement_ext8, TOTALS=ONLY
RF
*NODE PRINT, NSET=ConstraintDisplacement_ext9, TOTALS=ONLY
RF
*NODE PRINT, NSET=ConstraintDisplacement_ext10, TOTALS=ONLY
RF

OS: Ubuntu 20.04 LTS (XFCE/xubuntu)
Word size of OS: 64-bit
Word size of FreeCAD: 64-bit
Version: 0.19.21125 (Git)
Build type: Unknown
Branch: master
Hash: 40600a55c2fe71ff589be677f6e427ccc937d003
Python version: 3.8.2
Qt version: 5.12.8
Coin version: 4.0.0
OCC version: 7.3.0
Locale: English/United States (en_US)
46Cpi
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Re: FreeCad FEM exploitation des résultats

Postby 46Cpi » Thu May 21, 2020 1:47 pm

Alex, ton exemple ressemble beaucoup à ce que j'essaye de faire avec en plus une vérification c'est à dire remplacer les forces otenues par des contraintes de force et voir si la pièce retrouve la déformée initiale, baser sur le principe action/réaction de la mécanique.

Voici un test en 3 étapes pour exemple, une simple plaque de 100x100mmx1mm en acier.
La plaque de 1mm est chanfreinée avec des chanfreins de 0,45mm ce qui donne des arêtes vericales de 0,1mm, donc des zones d’appuis très petites qui ne devrait pas influencer la déformation de la plaque :
Z2a.FCStd
(10.74 KiB) Downloaded 7 times
1- Test Z0 initial
La plaque est portée par contraintes de déplacement nul en ses 4 coins
- coin1 : X= 0 Y = 0 Z = 0
- coin2 : Y = 0 Z = 0
- coin3 : Z = 0
- coin4 : Z = 0
Tout semble normal la plaque se déforme en son centre avec une flèche d’environ 10,16 microns
Et cette simulation donne les forces correspondantes FZ (les FX et FY étant logiquement très faibles)
- coin1 : FZ = 0,1922729
- coin2 : FZ = 0,1895192
- coin3 : FZ = 0,18849
- coin4 : FZ = 0,1887194
On observe de petites variations, la moyenne est de 0,18975 N, et la somme de ces forces correspond assez bien au poids de la pièce.
Z0.PNG
Z0.PNG (174.24 KiB) Viewed 229 times
Z0-res.PNG
Z0-res.PNG (22.75 KiB) Viewed 229 times
2- Test Z1
Les contraintes de déplacement nul, seulement en Z, sont simplement remplacées par une contrainte de force fournis par les valeurs de l’essai Z0 aux 3 coins (de coin 2 à 4).
Il ne reste donc les contraintes de déplacement nul pour le coin1 en X, Y et Z (comme en Z0) et pour le coin2 en Y
Là, la pièce veut s’envoler et le flèche avoisine les 51 microns (voir fichiers joints).
Z1.PNG
Z1.PNG (187.67 KiB) Viewed 229 times
Z1-res.PNG
Z1-res.PNG (13.34 KiB) Viewed 229 times
46Cpi
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Re: FreeCad FEM exploitation des résultats

Postby 46Cpi » Thu May 21, 2020 1:59 pm

3- Test Z2
Réduction des 3 forces identiques à 0,189 N. Cela donne encore une flèche de 19,44 micron (le double de Z0) et montre surtout une énorme dissymétrie de la déformation que je ne peux m’expliquer. De plus la force équivalente au coin1 est passé à 0,192 N.
Z2.PNG
Z2.PNG (82.38 KiB) Viewed 227 times
Z2-res.PNG
Z2-res.PNG (13.67 KiB) Viewed 227 times
En résumer les forces calculés correspondant aux déplacements ne semblent pas cohérentes, de plus une force identique dans les coins donne une déformée dissymétrique.
Tout cela me semble illogique, Calculix calculerait faussement ? Ou, où fais-je des erreurs ?

J'ai remarqué dans ton dernier post une petite différence de script dans la modif du fichier.inp, au niveau de :
*NODE PRINT , NSET=Nall
U
Extrait_Z0_FEMMeshGmsh.txt
(545 Bytes) Downloaded 2 times
Cela pourrait venir aussi de la version 0.18 par rapport à la version 0.19 ?
46Cpi
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Re: FreeCad FEM exploitation des résultats

Postby 46Cpi » Fri May 22, 2020 8:49 am

Test avec des pressions équivalentes aux contraintes de déplacement nul :
sur une simple plaque carrée de 100mm x 100mm x 1mm avec 4 appuis de rayon 2mm placés à 0,5mm des coins

les forces calculées sont respectivement en X Y Z
3.126444E-12 -1.695736E-11 1.925470E-01
2.333391E-15 1.570553E-15 1.904788E-01
-3.107160E-15 1.258867E-15 1.911145E-01
-9.094631E-16 2.409700E-15 1.904979E-01
soit 0,19115955 N en Z avec une flèche de 3,027 microns
Z2a.FCStd
(14.03 KiB) Downloaded 2 times
Z2a-init.PNG
Z2a-init.PNG (196.21 KiB) Viewed 192 times
Calcul Forces.PNG
Calcul Forces.PNG (18.2 KiB) Viewed 192 times
Pour retrouver une déformée équivalente et symétrique tout en gardant le coin1 fixe doit être de
14,122 kPa pour chaque des 3 autres coins.
Z2a-1.FCStd
(13.82 KiB) Downloaded 2 times
Z2a-1.PNG
Z2a-1.PNG (226.85 KiB) Viewed 192 times
14,122 kPa appliquer sur les 3 disques de diamètre 4mm représente une force de 0,17746 N ce qui constitue une belle différence avec la force moyenne calculée.
De plus avec cette pression la flèche passe à 8 microns soit plus du double qu’avec les contraintes de déplacement nul en Z.

Comment expliquer ces différences de résultats ?
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Re: FreeCad FEM exploitation des résultats

Postby FaDa3D » Fri May 22, 2020 1:08 pm

Bonjour,
46Cpi wrote:
Fri May 22, 2020 8:49 am
Comment expliquer ces différences de résultats ?
En appliquant les trois forces, je pense -mais je n'en suis pas sûr- que tu appliques un moment à la plaque qu'il faudrait contrecarrer par un moment de même valeur en sens inverse au point fixe. Je ne pense pas que ce soit possible de le faire.
J'appliquerai les quatre réactions aux quatre coins et je bloquerai un sommet de la plaque pour qu'elle ne "s'envole" pas (ou mathématiquement de permettre la diagonalisation de la matrice de rigidité).
Malheureusement chez moi, je n'arrive pas à faire refonctionner la FEM.
Fada de 3D.
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Re: FreeCad FEM exploitation des résultats

Postby bernd » Fri May 22, 2020 1:31 pm

-alex- wrote:
Thu May 21, 2020 10:27 am
miroir_coque_16_appuis.FCStd
Sorry for asking in english. I came accross and stumbled on this file. Just a question. Is there a special reason you use multiple displacement objects? They all have the same attributes. You could have used one displacement object and put all faces in there as references.
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Re: FreeCad FEM exploitation des résultats

Postby 46Cpi » Fri May 22, 2020 3:40 pm

Bernd, The aim is to find the equivalent force in each of the supports and to check if the values given by CalcuiX are correct.
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Re: FreeCad FEM exploitation des résultats

Postby bernd » Sat May 23, 2020 8:00 am

46Cpi wrote:
Fri May 22, 2020 3:40 pm
Bernd, The aim is to find the equivalent force in each of the supports and to check if the values given by CalcuiX are correct.
Ahh that makes sense ...
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Re: FreeCad FEM exploitation des résultats

Postby -alex- » Sat May 23, 2020 8:51 am

bernd wrote:
Fri May 22, 2020 1:31 pm
-alex- wrote:
Thu May 21, 2020 10:27 am
miroir_coque_16_appuis.FCStd
Sorry for asking in english. I came accross and stumbled on this file. Just a question. Is there a special reason you use multiple displacement objects? They all have the same attributes. You could have used one displacement object and put all faces in there as references.
Hi Bernd, 46cpi told you his need. In this regard another aim is to ease the match of each reaction force with the relevant support, so I applied one (and only one) face per constraint in this regards.
Plus the constraints naming (not default naming) in order to locate them easily in .dat file. This last point due to the fact the NODEPRINT card does not use the constraint label but the initial constraint name in .dat file. Something could be improved maybe about that, I'll open a topic in FEM forum maybe.
Anyway, for now FEM WB is great to investigate and make some progress about the 46cpi's project.