Experimentos con FEM

[Joyas]

En este hilo voy a comentar algunos experimentos con FEM, sus resultados y los problemas que encuentre.

De momento uso esta versión:

Code: Select all

OS: Windows 7
Word size of OS: 64-bit
Word size of FreeCAD: 64-bit
Version: 0.15.4671 (Git)
Branch: releases/FreeCAD-0-15
Hash: 244b3aef360841646cbfe80a1b225c8b39c8380c
Python version: 2.7.8
Qt version: 4.8.6
Coin version: 4.0.0a
OCC version: 6.8.0.oce-0.17

Bien, si creo una viga en forma de C y la aplico diferentes cargas, a veces no se calcula como uno espera.

Prueba_viga_redondeada4.FCStd

Fichero, no tiene cálculo para que si alguno lo prueba no reciba errores heredados de mi.

(37.23 KiB) Downloaded 91 times

Vista de la viga.

Viga_FreeCAD_2m.png (5.44 KiB) Viewed 3946 times

Ahí no tengo el cálculo, si queréis probar tenéis que añadir estas características:
- Nodos: se deja por defecto.
- Material: PLA.
- Apoyos: en los extremos (las caras con forma de C), como si fueran empotramientos.
- Cargas: en el centro, en la cara superior, una carga de 100 hacia abajo.

Vista con los nodos, apoyos y las cargas, la carga usada es de 100.

Viga_FreeCAD_2m_nodos.png (42.06 KiB) Viewed 3946 times

Code: Select all

Aquí el problema es que no me calcula, me sale esto:
You are using an executable made on Sat Sep 7 17:25:03 EEST 2013

3.8: 
The numbers below are estimated upper bounds

number of:

nodes: 66672
elements: 55936
one-dimensional elements: 0
two-dimensional elements: 0
integration points per element: 4
degrees of freedom per node: 3
layers per element: 1

distributed facial loads: 0
distributed volumetric loads: 0
concentrated loads: 483
single point constraints: 810
multiple point constraints: 1
terms in all multiple point constraints: 1
tie constraints: 0
dependent nodes tied by cyclic constraints: 0
dependent nodes in pre-tension constraints: 0

sets: 4
terms in all sets: 171419

materials: 1
constants per material and temperature: 2
temperature points per material: 1
plastic data points per material: 0

orientations: 0
amplitudes: 2
data points in all amplitudes: 2
print requests: 2
transformations: 0
property cards: 0

*ERROR in the input deck. Card image:
FEMCONSTRAINTFORCE,2,-2.758318073602871E-16


3.8: Calculix done!
3.8: Loading result sets...
3.9: Loading results failed! Results file doesn't exist

El motivo del cálculo es hacer pruebas, aprender, intentar encontrar erroes que sean útiles de reportar... Con una viga más corta si calculaba, pero intenté dar cierta longitud para ver los efectos de flexión y no tanto las tensiones ocasionadas por el apoyo en la viga.

¿Qué tipo de fallo es? ¿Es culpa mía o del programa? (nota: aunque sea "culpa" del programa no le hecho la culpa, me parece una aplicación muy buena, y sobretodo, es libre).

Con una viga más corta (en realidad esta es la original, la anterior es esta pero alargada cambiando algunos parámetros) si calcula:

Prueba_viga_redondeada3.FCStd

Viga original.

(37.2 KiB) Downloaded 93 times

El cálculo sale bastante bien, con algún defecto, como que la viga no tiene tensiones internas de manera simétrica, pero en lo demás sale bien, si hacéis la deformación veréis que se deforma tal y como es de esperar.

La única hipótesis que se me ocurre es que al alargar haya algún decimal que no termine de encajar y no sea una viga continua. Un detalle más: el cálculo se rompe a los tres segundos, mientras que en la viga corta dura algo más.

[Joyas]

Si habéis hecho algún experimento tirando de una columna quizás hayáis visto que a menudo se desvía hacia un lado.

Parece que aquí están intentando solucionarlo:
viewtopic.php?p=86945#p86945

Al parecer antes se aplicaban las cargas en forma de puntos, ahora están implementando que se pueda hacer en forma de superficies.

[psicofil]

Hola Joyas.

Joyas escribió:
Bien, si creo una viga en forma de C y la aplico diferentes cargas, a veces no se calcula como uno espera.
Prueba_viga_redondeada4.FCStd

A mi me dio este resultado de deformación visual y en el panel se puede ver los valores de tensiones de Von Misses. Utilize los valores por defecto a la hora de mallar y colocando una carga (con la opción cload) de 100 hacia abajo en la zona central de la viga:

Prueba_viga_redondeada4.png (231.32 KiB) Viewed 3803 times

Como es de esperar de una carga en la poción colocada en un perfil C se produce una flexión y una torsión.

La version de FreeCAD utlizada:
OS: Kubuntu 14.04.2 LTS
Word size of FreeCAD: 64-bit
Version: 0.16.5037 (Git)
OCC version: 6.8.0.oce-0.17

El archivo de FreeCAD lo pueden encontrar en el siguiente link ya que supera el tamaño minimo que se puede subir en el foro:
https://www.dropbox.com/s/8sh6e1gjdpvku ... FCStd?dl=0

[Joyas]

Si, tiene que girar un poco, pero el problema de simetría que vi era respecto a los extremos, que su comportamiento difería un poco entre si.

De todas formas aún queda mucho en FEM, porque ahora mismo lo que ocurre es que la viga se clava justo en el borde de los apoyos, y ahí da unas tensiones muy elevadas.

Lo ideal sería poder permitir cierto desplazamiento en esas zonas para dar realismo, también estaría bien poder definir planos de simetría para ahorrar nodos.

[gonzalo guillen]

Saludos, me he pasado las vacaciones con este programa, que no conocía . Y casualmente con Calculix . Por curiosidad he intentado buscar alguna cosa rara y he dado en el clavo (en parte): Hay que editar el fichero que lee calculix

Si analizas la tarjeta (card) *CLOAD del fichero:

** loads
** direction: Vector (0.0, -4.440892098500623e-16, -1.0)
** concentrated load [N] distributed on the area of the given faces.
** 100.0 N / 161 Nodes = 0.621118012422 N on each node
*CLOAD
FemConstraintForce,1,0.0
FemConstraintForce,2,-2.758318073602871e-16
FemConstraintForce,3,-0.6211180124223602

Se ve que en la dirección 2 (y) hay componente y debería ser cero, como la tres. (Viene del vector que debería de ser (0.0,0,0,-1.0) en vez de (0.0, -4.440892098500623e-16, -1.0). Solo se ha metido la carga en una dirección.
Lo que debe de provocar alguna inestabilidad en las rutinas de cálculo se trata de un numero muy pequeño distinto de cero.
El valor en la dirección uno está justificada en los comentarios. FemConstraintForce es el nombre que ha querido dar Freecad al conjunto de nodos, que se define anteriormente en el fichero.

Solución: Editar el fichero, poner FemConstraintForce,2,0 y ejecutar calculix (Boton: rerun calculix).
Aunque no continúe el cronometro, funciona y finalmente muestra los resultados.

Saludos

[Joyas]

Gracias, es una aportación muy interesante si alguien tiene problemas o algo.

He tardado en responderte para que no parezca que sólo yo escribo en el foro.

[jordiserrano]

Me añado a este hilo con vuestro permiso para efectuar la siguente consulta......Alguien puede decirme que debo hacer para que cuando se presenta la pantalla de resultados de colores de la pieza calculada,ya sean tensiones o deformaciones....no aparece la correspondiente barra de colores para indicar los valores representados en colores sobre la propia pieza. ??


muchas gracias

[Joyas]

Me añado a este hilo con vuestro permiso para efectuar la siguente consulta......Alguien puede decirme que debo hacer para que cuando se presenta la pantalla de resultados de colores de la pieza calculada,ya sean tensiones o deformaciones....no aparece la correspondiente barra de colores para indicar los valores representados en colores sobre la propia pieza. ??


muchas gracias

Prueba con lo de Pipeline, aunque ahora mismo no se bien cómo va, y no está muy documentado.