TUTORIAL COMPACK IMPLICIT
Contents
1. Euler angles properies Euler angle Phi Deg 0 0 Euler angle Theta Deg 0 0 T B Ez XK Euler angle Psi Deg 0 0 Les ES Ex XK Ayuda Cerrar Aceptar Cancelar Figura 32 Definici n de cargas impuestas 8 4 History La definici n de las curvas uniaxiales se hace en la ventana History del Stage Definition Se a aden curvas nuevas clicando sobre la flecha azul que apunta hacia abajo en la parte derecha de la ventana Entonces se deben llenar todas las columnas disponibles escogiendo el dato deseado del desplegable Se pueden combinar las opciones de variables de eje c mo se desee para cada curva eje y eje x Algunos aspectos a tener en cuenta incluyen e En la columna Ply Id no aparece ning n dato en el desplegable as que hay que llenarla con el valor correspondiente cuando se requiera e En la columna G Id Defs hay que tener cuidado en escoger el tipo de grupo adecuado ya que algunas variables requieren elementos mientras que otras requieren nodos e Se recomienda consultar la tabla del Anexo cuando se definan las curvas para saber qu opciones corresponden a cada tipo de curva En el presente tutorial se define la primera curva c mo desplazamiento vertical del Nodo1 incremento de carga Nos permitir ver c mo efectivamente se est forzando el desplazamiento vertical de ese nodo en la simulaci n La segunda curva es de reacci n total desplazamien2. Definici n incrementos de carga 9 OUTPUT ID y SOLUTION ALGORITHM Workshop gt Outputld Workshop gt Solution Id Primero es necesario definir el Output y el tipo de algoritmo de soluci n que se desea para el modelo y una vez realizado esto se vuelve a la ventana de control de incrementos secci n 8 5 y se selecciona lo deseado En el ejemplo que se est desarrollado en la solapa Output ld tendr el Output1 definido en la secci n 9 1 y en solapa Solution Algorithm se coloca el SolAlgo1 definido en la secci n 9 2 9 1 Output Definition Workshop gt Output definition La ventana emergente muestra las opciones disponibles para el output los resultados pueden ser impresos despu s de la primera iteraci n y despu s de conseguir la convergencia Por otro lado se puede pedir que se imprima solo el compuesto y adem s sus componentes La Figura 35 muestra c mo deber a quedar el Output1 denominaci n por defecto Vemos que entre los par metros a imprimir en el archivo de resultados hemos escogida las tensiones y las deformaciones en coordenadas globales y la variable interna de da o El n mero de Output que pueden definirse es ilimitado TUTORIAL COMPACK IMPLICIT CODO EMPOTRADO Define output properties is 8 utput i Properties Outputs parameters Output after first iteration Ninguno z Output after convergence Displacements reactions and stres y Output type Composites C Composites a
3. Formulation type Unidades Meter C Centimeter Millimeter Gravity properties Total Lagrangian C Updated Lagrangian Gravity constant m s 2 9 81 Modeling space C 2D 3D problem type t Solids C Modified updated Lagrangian Constant stiffness configuration C Spacial C Shells Material Figura 2 Grupo General Data General a y Formulation b Junto a la definici n de las unidades y dimensiones del problema en General Data tambi n hemos de definir una serie de datos referentes al problema que vamos a resolver Estos est n en la pesta a de Formulation que se muestra en la Figura 2b 2 DEFINICI N DE LA GEOMETR A Para definir la geometr a del problema se utilizar n las herramientas que proporciona GiD En el presente modelo la geometr a se ha definido mediante los siguientes pasos 1 Geometr a gt Crear gt Objeto gt Rect ngulo Esta opci n crea un rect ngulo en el plano XY por medio de dos puntos La posici n de los puntos se puede ingresar por teclado o por pantalla por medio del puntero que se activa En este caso se da la posici n del primer punto en el origen de coordenadas 0 0 0 y luego Enter Una vez hecho esto ahora se pide la posici n del segundo punto en este caso ser 0 3 0 3 0 y luego Enter Presionar escape para salir de la opci n Ya deber amos poder ver nuestro rect ngulo De no ser as seleccionar Vista gt Zum gt Todo para ampliar el rect n
4. direcci n x e Material simple 2 E elemento Gauss en la direcci n r simple escogido Total 2 direcci n y escogida DR E e Debe ser 0 para el compuesto 3 direcci n z e Material simple N Donde N es el ltimo material simple definido para el ply escogido 26 TUTORIAL COMPACK IMPLICIT CODO EMPOTRADO Par Puede ser e Layup Direcci n puede ser ial si F Num de punto de ea MEE Se Ply al que pertenece el material Deformaci n A 1 direcci n x e Material simple 2 np elemento Gauss en la direcci n i e simple escogido Pl stica 2 direcci n y escogida e m es Debe ser 0 para el compuesto 3 direcci n z e Material simple N Donde N es el ltimo material simple definido para el ply escogido Puede ser e Layup Direcci n puede ser ial si 7 Num de punto de e pa X ia ES Ply al que pertenece el material Tensi n elemento Gauss en la direcci n T E E as simple escogido 2 direcci n y escogida A e Debe ser 0 para el compuesto 3 direcci n z e Material simple N Donde N es el ltimo material simple definido para el ply escogido 27 TUTORIAL COMPACK IMPLICIT CODO EMPOTRADO Par Tipo de variable puede ser e Endurecimiento pl stico e Fricci n interna e Dilatancia e Tensi n Num de punto de equivalente Variable Interna elemento Gauss en la direcci n Endurecimiento escogida debido a da o e Degradaci n debida a da o e De
5. un material que sigue la Teor a de mezclas serie paralelo La definici n de este tipo de material contiene una sola pesta a en la que se define qu material simple compone la matriz y la fibra as como la participaci n volum trica de la fibra y las direcciones en qu el material trabaja en paralelo La Figura 15 muestra los valores definidos para este modelo Define material properties ue i sl FibrasCarbono ut e Epoxy Material model Serial parallel mixing theory 5 MetCompt Serial parallel Properties Matrix identifier Epoxy v Fibre identifier FibrasCarbono v Fibre vol fraction 60 0 Parallel directions mm l xY Figura 15 Definici n de las propiedades del material compuesto n2 1 10 TUTORIAL COMPACK IMPLICIT CODO EMPOTRADO 5 DEFINICI N DE LAYUPS Workshop gt Layup Definition Como se ha comentado en la secci n anterior la estructura a simular est compuesta por tres lay ups distintos A Una capa con fibras orientadas en direcci n longitudinal respecto a los ejes globales B Una capa con fibras orientadas en direcci n vertical respecto a los ejes globales C Una capa con fibras orientadas en direcci n longitudinal m s una capa con fibras orientadas en direcci n vertical La Figura 16 muestra la distribuci n de lay ups usados en el modelo Figura 16 Los tres grupos de lay ups usados en el modelo En la ventana de Lay up Definition Figura 17 apar
6. 71066 06 1 15078 06 2 409 1006 4 06 rE Artes coloreadas sueros WNelor medio Sew Minimo 01 Je007 Hiin 4 200 007 Arana coloradas aumase vader matig Syy Mineng 8 05406006 Misima s2 ba 000 E 019557 Cudna F ifi Figura 38 Resultados de la simulaci n tensiones Syy PD Compack 54 Proyecto Tutorial_30 post Cotar Verrmutados Opciones Ventana m 103 2 7 0033 pt 5 FES Visuakzar Resultados y eiormaci n mE p a HE War reculado Malla Principal Malla de referenca dd m LS E gt Mola Anas coloradas sun A E e An ligis MECHANICAL E xa TINTAR CA a a y J ETAAJS i Me STAESSES i a A e E ATA NS E Fi En 17 5 E A fes Ai y po 5 ELEL pa DEGMA 0 19512 0 17233 0 14564 0 12675 0106 0 001160 0 0583 78 uu D0 SH 0 DOGC Pulsar BOT N IZOUIFADO DELAAT N pera desplazer lasisia Escape para terminer ls neda del rai n si existo hace un enfoque Jal 1 6177 Pulsar BOT N EOUIERDO DEL AATOM para decplarar bardas Escape paro terminar a 1075647 A Cudna Figura 39 Resultados de la simulaci n variable de da o DEGMA TUTORIAL COMPACK IMPLICIT CODO EMPOTRADO ElD Compack wia Proyecto Tutorial 30 post ao E facil Archivo Wita Ublidades Cortar Verresu ados pciones Ventana Woishop Ayaa Cuwaltia sal9m ale e ioma tha unidades m Fikra EE e BS a A Visualizar Resul
7. compuesto en Compack se realiza a partir de sus materiales componentes de modo que lo primero que deberemos hacer es definir los materiales simples o materiales componentes Los materiales compuestos se pueden definir seg n las teor as e Teor a de mezclas cl sica comportamiento en paralelo e Teor a de mezclas serie paralelo e Teor a de nanotubos Los materiales simples a partir de los cuales se forman los compuestos pueden ser de tipo e El stico e Da o simple e Da o D D e Da o D D shear e Elastopl stico e Viscoel stico A continuaci n se detalla la definici n de los materiales simples y compuestos que se usan en este modelo 4 1 Materiales simples En la ventana de Material Definition Figura 12 aparecen 4 iconos sobre el bot n de Ayuda De izquierda a derecha corresponden a las funciones de crear modificar copiar y eliminar un material o Lao ly LX Help Close Figura 12 Material Definition Material 1 Fibras de Carbono El material fibras de carbono lo definiremos como un material el stico La pantalla de definici n del material se muestra en la Figura 13 En esta figura se muestra que la definici n del material contiene dos pesta as En la pesta a General se debe indicar la densidad del material 1750 kg m En la pesta a Elastic se indican las propiedades el sticas En este caso definimos un m dulo de Young igual a 230 0 GPa y un m dulo de Poisson de 0 2 Material 2 Epox
8. gt Ver resultados se abre una ventana donde aparecer n los resultados que hemos pedido en el Output ver Figura 1 Aqu podemos seleccionar los resultados que queremos ver y escoger entre varias opciones de visualizaci n Las siguientes figuras muestran algunos de estos resultados Las curvas uniaxiales se escriben en unos ficheros aparte en la misma carpeta donde se generan los archivos de resultados Habr un archivo por cada curva que se pida con las extensiones AA AB AC etc Adem s se generar un archivo adicional con el da o global en medida energ tica y en fuerza de la estructura completa para cada paso de carga Estos archivos est n en formato ASCII as que su contenido se puede graficar f cilmente con la ayuda de un programa tipo spreadsheet o un software matem tico de programaci n HD Compact sia Preyecto Tutara 30 post ola E Mucha veta Lider Gonar Werrekiidos pones entsra Wodrp Joada peace e o 0 ricas t 140 Unidades m 112 pot HE pp F gt Wisuakzar Resultados y Delormaci n i p 5 a ER Wir recullados Malla Pinopel Malla de referentia 6 9 Wiin Arans eoloaadas gum A de An lisis MECHANICAL E E IINT VAR j O STRANS iro STRESSES E COMPOSTE JE ge En F gt Em SEL Eyr a a a a a a Sa pon Ee Tr mpa E COMP SITE Ca E SCOMPOSITE a AHADMPESTE A Mn ta 17 gt 2 607007 2 251607 1 5507 1 5507 1 140 017 5 2704d6 06 4
9. la Figura 27 TUTORIAL COMPACK IMPLICIT CODO EMPOTRADO iD Compact vis Proyecto Tuterial_30 Compack 1 8 Arhive Vesta Geometria Utilidades Deior Malla Westirhop Calcular Ayuds CEASA IT Siam JE 714 bil e ek PHa 03 az a mE Group properties LN E Group ype A qe C Allpurpoae C Load E jH E Boundary concibon A Urmiscial curra C AseLengih A ez Enri sal ecian x Selection mode RA Ertades I 2 E Geometry ertt 5 kE Fpi E Puonios P Uncas P Supero C Youmenes an AA Moch cry PRI Tipo a Hedas T Elaman ri p Saeaon Fa E Signa Dibujar EA aia C ja T 4 la K a Pulsar BOT N IZCUIEADO DEL RATOM pora desplerar la eto Escape paia lamuna le neda del ret n sl cunde hace un erdoque 21267 Pulsar BOT N IZOUIEADO DELAAT N pare dasnlassi le ista Escepo pera tenninar a 1 005 Or n aa Figura 26 Generaci n de grupos TETTIE TR E n eE A MT 0 A g E RPG TRA E E de 7 Citrus HOY BEA A PUE EE RARA PRA A Puser BOT N IZQUIERDO DEL EA T N para deeplazar la vista Escoge parstercinar a meda del i n gi ec sta hace un enfoque Pulsar BOT N IZOLIERDO DEL RAT N pera desplator la viita Escape pera teminar Orsen wE Figura 27 Grupos para las condiciones de borde 7 2 Creaci n de Grupos para definir curvas uniaxiales Para definir algunas de las curvas uniaxiales de salida primero se debe c
10. F Figura 9 Geometr a a mallar 2 Malla gt Estructurada gt Vol menes gt Asignar n mero de divisiones Seleccionando esta opci n primero deberemos seleccionar los vol menes sobre los que queremos definir la malla se marcar n en rojo Apretamos la tecla Esc o el bot n central del rat n En este momento nos aparecer una ventana que nos pide el n mero de elementos a asignar a cada una de las l neas que componen el volumen ver Figura 10 Una vez asignadas las l neas apretamos la tecla Esc o el bot n central del rat n Esta ltima ventana nos ir apareciendo repetidamente de modo que podemos variar el n mero de elementos a aplicar en cada una de las l neas que componen el volumen En el presente modelo si ya se han seleccionado todas las l neas la primera vez la segunda vez que aparece la ventana se puede clicar sobre Cerrar directamente TUTORIAL COMPACK IMPLICIT CODO EMPOTRADO B Compact 164 Proyecto UNNAMED Compack ca a fuchreo Veis Geometrias iisader Daior Malla Weornrchop Calcula Ayuds als 9os 1 214 bili MP o e a A RES LA 7 BEAK 9 Entrar el n mero de divisiones i para asignar a las lineas m EE POE E ES HELT ii Ci AE Agregado 3 nuvo solum nes a la selecci n Emire m svolum nos Escape para timina AL 0077845 Entrar el n mero de divisiones pera asignar a lns iness a 0 3194 z Figura 10 Asignaci n de divis
11. NITION Workshop gt Stage Definition En este apartado se definen los elementos que formar n parte de la simulaci n a realizar las condiciones de borde y las opciones de salida de resultados Compack Implicit permite resolver un problema en distintas fases de carga o distintas stages De modo que se puede crear m s de una stage en la que se pueden variar las cargas aplicadas condiciones de borde etc Para cada una de las stages que se creen se debe definir 8 1 Parts Las Parts son las partes de la estructura que intervendr n en el c lculo Debemos seleccionar de las distintas partes creadas en el punto 6 cu les de ellas intervendr n en la presente fase de carga En el ejemplo que nos ocupa nicamente se ha definido una parte y l gicamente nos interesa que esta est presente La selecci n de las partes se realiza seg n se muestra en la Figura 30 Define stages properties Parts properties Activation 2 Non actwe parts ssi Condiciones Ez History 3 Control Figura 30 Grupos creados para las curvas uniaxiales 8 2 Condiciones Dentro de la ventana Stage Definition en la solapa Conditions se cargan las condiciones de borde impuestas al modelo Para este ejemplo concreto se generan dos Set de condiciones una para definir el apoyo fijo y otro para imponer el desplazamiento impuesto Para poder hacer esto se hace uso de los grupos definidos en la secci n 7 En la Figura 31 se observa c mo deber a queda
12. TUTORIAL COMPACK IMPLICIT CODO EMPOTRADO Este tutorial muestra c mo realizar la simulaci n del codo que se muestra en la figura adjunta Figura la mediante el c digo de elementos finitos Compack en su versi n impl cita La figura est empotrada en el punto A y se le aplica un desplazamiento vertical en el punto B Figura 1b Figura 1 Geometr a a y condiciones de borde b del modelo A continuaci n se muestran los pasos a seguir para definir el modelo y para la posterior visualizaci n de los resultados Primero debemos abrir GiD v10 0 5 o v10 0 8 y vamos a Datos gt Tipo de problema gt Compack 1 GENERAL MODEL DATA Workshop gt General Model Data Una vez cargado Compack debemos informar que queremos resolver el problema en la versi n impl cita Esto se encuentra en la pesta a General del grupo General Data En esta pesta a podemos definir tambi n las unidades del problema la constante de gravedad dimensi n del problema y el tipo de elementos que queremos utilizar En el caso que nos ocupa usaremos los par metros que se muestran en la figura adjunta General model properties General model properties General Formulation General Formulation Solution strategy Temperature M Use path dependent solution M Use frequency calculation C Expl cito Implicit Strain type Small strain Environment temperature C 25 0 Model geometry C Large strain
13. a Capas Apagar las tres capas generadas solo se deber a visualizar el cubo verde inferior izquierdo Con la opci n Geometr a gt Borrar gt Todos los tipos y luego seleccionando todo el cubo verde este debe ponerse rojo apretamos escape para terminar El volumen verde deber a desaparecer Haciendo esto se obtiene la geometr a a mallar 3 DEFINICI N DE LA MALLA Igual que ocurre con la definici n de la geometr a la definici n de la malla se realiza tambi n con las herramientas que proporciona GiD que est n ampliamente detalladas en el manual de usuario En el presente modelo la malla es estructurada y est formada por elementos hexa dricos lineales Para definirla se deben seguir los siguientes pasos 1 Malla gt Tipo de elemento gt Hexaedro Con esta opci n activada seleccionamos los tres vol menes y con escape le asignamos este tipo de elemento Con la opci n Vista gt Iluminaci n gt Normal se deber an ver los tres vol menes como en la Figura 9 HD Compack s Perpnia UNNAMED Cerpark D s p e Sochreo Veta Geometria Liiidade Datos Malla Wortersp Lacas Afuds PE ra 5 to eo Ar m a a GMH A FPH eM pE j po Fay A egi a A e mod SIOUIBEZ ME PEA ES z Pulsar BOTON IZQUIERDO DEL RATON para desplazar la wisa Escape para tersiner 05 nada del rai n si aista hace un erdoque E Pulsar DOTON EOUIERDO DEL RATON pera desplazar la wisha Escape peca terminar E 1 Drda
14. a Geometr a gt Crear gt Volumen gt Vol menes autom ticos 6 caras y veremos como aparece un cubo interior de color cian En la Figura 5 se puede observar este cubo interior cian que nos indica que se ha generado un volumen con las superficies exteriores color lilas Gi cD es Proyecto LINO e Bacho uta Crometr a Uticader Datos Malla Calcular Ayaa CEG Yagona y Bayo 2 214 ii i s 7 3 E Fj E ua gt Leen roca 5 Ligea LIFE A j L e Laga parsm tica T E A Fgiir n O ES A em T Superkcio HUEDE H upeo panmi na Si i Super icio de cortscio nn e nN gt y gt T T i i r Por dro o la sa A E Conincio 7 Fa i de sal Ta Objeto 7 Bosqueds a Ed A F l t PP E e EA k aia ai lt 5 1 L A a o a po loro E Ao a LA Pukar BOTON OLMIERDO CEL RAT N pora rois Escape pora bamn da meda de m n katie hici pum Puhar BOT N OLIERDO DEL FLAT M para rober Escape pora rre rder Figura 5 Volumen dentro del cubo generado 3 De nuevo Utilidades gt Copiar Copiaremos el cubo realizado en el punto 2 En este caso el tipo de entidades ser Vol menes y haremos una traslaci n desde el primer punto nuevamente seleccionamos el origen a un segundo punto No hace falta seleccionar un punto con el puntero se puede introducir directamente la dimensi n de 0 3 en direcci n X Se clica seleccionar y se debe seleccionar el cubo gen
15. alizar el c lculo de la simulaci n se debe acceder a la ventana de la Figura 37 yendo a Calculate gt Calculate Aqu se debe escoger el tipo de solver a usar el tipo de smoothing y el tipo de renumeraci n de nodos Adem s tenemos la opci n de calcular la matriz de rigidez tantas veces como haga falta o si no est activado se calcula y guarda en la base de datos Calculate the simulation E Calcular 2 Frequency options Soler type suavizado C Frontal C Cholesky Ninguno Local LU C LDLT e o a C GMRES Expl cito Direct M Calculate stifness matrix every time Node renumeration Co Ninguno Optimize bandwidth OC Optimize profile Aceptar Cerrar Figura 37 Par metros de c lculo de la simulaci n No podemos acceder a la pesta a Frequency options ya que en los datos generales del problema hemos indicado que no queremos realizar un c lculo de frecuencias Figura 2 Una vez escogidos los par metros deseados clicamos sobre Ok para que se inicie el c lculo Se abrir una ventana en la que se escriben datos del proceso y cuando ste haya terminado aparecer el mensaje indic ndonos que el c lculo ha acabado correctamente Clicando sobre Postprocess accederemos directamente a la zona de postproceso de GiD 11 POSTPROCESO Una vez cargados los resultados podemos realizar el postproceso usando las herramientas que proporciona GiD En particular si accedemos a Ventana
16. ecen 4 iconos sobre el bot n de Help De izquierda a derecha corresponden a las funciones de crear modificar copiar y eliminar un lay up Define layup properties One individual ply with fibre reinforcement Stacking of plies into a composite laminate with different angles of the fibre reinforcement Stacking sequence of a composite laminate Cerrar Figura 17 Lay up Definition 11 TUTORIAL COMPACK IMPLICIT CODO EMPOTRADO En cada layup se debe definir una o m s capas ply de material que puede ser un material simple o un material compuesto indicando su espesor y su orientaci n La Figura 18 la Figura 19 y la Figura 20 muestran la definici n de los tres layups usados en este modelo Para a adir un nuevo ply situar el cursor sobre el n mero 1 debajo de la columna Ply Id y clicar el bot n derecho del rat n En el men desplegable que aparece escoger Add a new ply Properties Layup Layup composition Ply Id Composite Id Thickness mm Euler angle 1 Euler angle 2 Euler angle 3 DNCD II Visual description Cerrar Figura 18 Definici n del Lay up A Layup composition PA A Ply ld Composite Id Thickness mm Euler angle 1 Euler angle 2 Euler angle 3 A w Visual description Figura 19 Definici n del Lay up B 12 Define layup properties E LayupA Properties Layup Lawup composition Ply ld Composite Id Thickness mm Euler angle 1 Euler ang
17. efine part properties H Partl Properties io Geometry layers Hi longitudinal 7 Available Assigned 4d codo Layerl 4 gt vol Hi vertical Par metros Elemento Material Material Material identifier lLayupC Layup z Edici n Cerrar Figura 24 Definici n de la zona codo del Part1 Material Define part properties H Parti Properties Hii longitudinal IS her Available Assigned Hg codo Layerl 4 Vol3 jit vertical Par metros Elemento Material Material Material identifier lLayupB Layup z Edici n Cerrar Figura 25 Definici n de la zona vertical del Part1 Material 7 DEFINICI N DE GRUPOS Workshop gt Group Definition Los grupos son entidades a los cuales posteriormente se le asignaran las diferentes condiciones de borde cargas curvas uniaxiales etc 7 1 Creaci n de Grupos para imponer las condiciones de borde Al ir a Workshop gt Group Definition aparece la ventana que se muestra en la Figura 26 clicando en el bot n Add a new group se generan nuevos grupos El primer grupo que se generar es el grupo Apoyo Se debe poner las opciones que se muestran en la Figura 26 ir a asignar y seleccionar en la malla todos los nodos que est n sobre el plano YZ con X 0 Se repite la operaci n para crear otro grupo llamado Desplazamiento pero ahora seleccionando los nodos que est n en el plano XZ con Y 0 Al clicar el bot n dibujar nos deber a mostrar
18. erado en el punto anterior Al terminar se deber a poder ver lo mismo que muestra la Figura 6 Repitiendo el mismo procedimiento seleccionando el cubo original pero cambiando el segundo punto por X 0 Y 0 3 y Z 0 y posteriormente X 0 3 Y 0 3 y Z 0 se generan dos nuevos cubos m s E E E amp Jl E F ES Ti HE AMS DE E A gt 4 E TELAS EI TERTS Figura 6 Copiar un volumen Utilidades gt Capas Esto habilita la ventana Capas ver Figura 7 En esta ventana con la opci n crear nueva capa icono de m s a la izquierda se pueden generar las capas que uno necesita Por defecto el nombre de estas ser n Layero Larer1 etc pero poniendo el cursor sobre el nombre y clicando el bot n derecho se despliega la ventana mostrada en la Figura 7 desde la cual se habilitan todas las opciones de la capa Lo primero que se har es generar tres nuevas capas y renombrarlas con el nombre de Vol_1 Vol_2 y Vol_3 Para activar la capa con la que se quiere trabajar se debe hacer doble clic sobre su nombre Parados en cada nueva capa y con la opci n Enviar a gt Volumenes asegurarse que est activada la opci n Tambi n las subentidades nos habilita el puntero para seleccionar el volumen deseado que queremos enviar a la capa donde estamos parados El volumen superior izquierdo estar en la capa Vol_1 el superior derecho en la capa Vol_2 y el inferior derecho en la capa Vol_3 El volumen infer
19. gradaci n debida a da o en compresi n e Disipaci n energ tica Puede ser e Layup en cuyo caso se omete el Ply Id Material simple 1 NA Ply al que pertenece el material Material simple 2 simple escogido Debe ser 0 para el compuesto Material simple N Donde N es el ltimo material simple definido para el ply escogido 28
20. gulo lo m s grande posible Se observa que se tiene cuatro l neas exteriores de color azul significa que son l neas y adem s un rect ngulo interior de color lila significa que con las cuatro l neas azules se ha generado adem s una superficie De no ser as seleccionar Vista gt Iluminaci n gt Normal 2 Utilidades gt Copiar Aparece la ventana Copiar que se muestra en la Figura 3 El tipo de entidad a copiar ser superficie y haremos una traslaci n desde el origen Para introducir el primer punto picamos sobre el punto azul para que nos permita ir a seleccionarlo y clicamos sobre el punto inferior izquierdo del rect ngulo creado El punto final de la translaci n lo indicamos en Segundo punto introduciendo directamente el valor en la direcci n Z de 0 3 Se quiere crear las superficies laterales en la translaci n as se debe seleccionar Superf cies en la opci n Extruir Ahora se clica sobre Seleccionar y seleccionamos la superficie rectangular veremos que el cuadrado magenta se vuelve rojo luego clicamos terminar bil GiD x64 Proyecto UNNAMED a E Archivo Vista jeometrias Utilidades Dato alcular a 18218 Malla NEAL NDA Tipo de entidades Transtormaci n Primer punto N rn Y SIB AU EBAID ALIADA i Segundo punto N m P E Ae IE l Duplicar entidades Ex ruir Superficies Crear contactos Y Mantener las capas Copias
21. iones para mallar Malla gt Generar Malla Aparece una ventana que pide el tama o de elementos a generar En nuestro caso debemos ignorarlo y activar la opci n Obtener par metros del mallado del modelo As usa la informaci n generada en el paso 2 para generar malla Luego de generarse la malla aparece un cartel que nos informa los datos generales de la malla En este caso se tienen 81 elementos y 160 nodos ver Figura 11 Clicando Ver malla se puede observar la malla creada ElD Compack 164 Proyecto UNHAMED Compact A merre Wita Gecereiria Vtilidader Drips bisis Wiokehop Cakru Ayuda Ceac ips 1 bid 2 y AER s di z k EA IR e ful Mala generada Hirem de elementos Fasbedro 87 Hima de nodes 160 A a E HIOAIBRASL PARE EG Espere porfewor enma Mala Generada Utiivar el comando er malla para visualizada PH TE r der H Figura 11 Generaci n de la malla 4 Para obtener informaci n de la malla generada se puede utilizar las opciones Utilidades gt Listar gt Nodos o Utilidades gt Listar gt Elementos y luego se debe seleccionar los nodos o elementos de los cuales queremos informaci n 4 DEFINICI N DE LOS MATERIALES Workshop gt Material Definition La estructura que vamos a simular est compuesta por un solo material compuesto que luego se apila en tres lay ups distintos ver secci n 5 La definici n de un material
22. ior izquierdo quedar en la capa original Para poder visualizar mejor la nueva configuraci n se usa la opci n Vista gt Iluminaci n gt Plana como muestra la Figura 8 Cada cubo muestra el color de la capa a la cual se asign hill Compack x64 Proyecto UNNAMED Compack aJe x j Archivo Vista Geometria Utilidades Datos Malla Workshop Calcular Ayuda Ee AE N Sis 18 le oi P li Ja Su Ta b ia POB Hagi R Caress maa Ai 5 Nombre l Lol p FU Tr Tras E DA m o e s Leyer Nueva capa lt T b A g Nueva carpeta Naa Borrar ae A Sii f E e ncander pd pA Apagar gt o Congelar yn Descongelar YM Dpaco an Transparente E Enviar a gt 2 Ar s b Ba Filtro qe e Cape en uso Layerll A x 0 81478 Cape en uso Layerll E y 0 50555 Orden Figura 7 Generaci n de diferentes capas Bil Compack x64 Proyecto UNNAMED Compack lela Archivo Vista Geometria Utilidades Datos Malla Workshop Calcular Ayuda 0092105190 E 12 A 510 3 fe AD SIS BE IBOR AAA OnM ByE gt Pulsar BOTON IZQUIERDO DEL RAT N para rotar Escape para terminar a rueda del rat n si existe hace zum x 0 36397 Pulsar BOTON IZQUIERDO DEL RATON para rotar Escape para terminar al y 0 41231 2 0 Orden AE e Figura 8 Visualizaci n geometr a Se pueden apagar encender las capas clicando en la lamparita que aparece en la ventan
23. le 2 Euler angle 3 1 MatCompl 0 5 0 0 0 0 0 0 2 MatCompl 0 5 90 0 0 0 0 0 Visual description MatCompl MatCompl Cerrar Figura 20 Definici n del Lay up C 6 DEFINICI N DE PARTS Workshop gt Part Definition Las parts sirven para definir distintas partes de la estructura que intervendr n en el c lculo En el presente tutorial se aplicar una sola fase de carga al modelo as que basta con definir una sola part que incluya toda la estructura La vinculaci n entre la geometr a y los materiales se hace a trav s de las zonas que componen una part En la ventana de Part Definition Figura 21 aparecen 4 iconos sobre el bot n de Ayuda De izquierda a derecha corresponden a las funciones de crear modificar copiar y eliminar una part Al crear una nueva part aparece una ventana d nde autom ticamente se genera una zona Deberemos a adir dos zonas m s ya que queremos una zona por cada lay up a asignar Define part properties Create a new part Properties Part identifier Partl Zone definition Zone ld longitudinal codo vertical Y PER A adir Cancelar Figura 21 Part Definition Ahora se debe definir cada zona Empezamos por la longitudinal que corresponde al cubo a de la Figura 16 Primero en el rea Geometry layers de la ventana escojemos entre la lista que aparece bajo Available el volumen correspondiente a este cubo Vol 1 y lo pasamos a Assigned A c
24. m lbples Seleccionar NUBOSOS Hw E Entrar el primer punto Escage para terminar l Punto n meror 1 Coordenadas x 0 y 0 z 0 Entrar m s puntos ESCAPE para terminar E 0 0024E61 Orden A Figura 3 Generaci n de un cubo Ahora deber amos poder ver el cubo generado ver Figura 4 Con la opci n Vista gt Rotar gt Libre se puede rotar y salirse del plano XY para poder ver mejor Apretando la tecla Alt el bot n izquierdo del rat n tambi n podemos rotar la figura creada Con el bot n derecho la trasladamos dentro de la ventana y con la central hacemos zum bil GiD x64 Proyecto UNNAMED TILS X Archivo Vista Geometrie Utilidades Datos Malla Calcular Ayuda Re E ASA 1023 e a 2 Ae T 2 9 LA MA KA 1 e A E i Fi F F e e Y ES Era ER os q pura e fF ys Y K S f Z isg P 5 E a al S o ya A ia Mig wN is j gt y gt a ki a y Y EP ll Y e PAS Y MX Y a Ey l e F Vi A E EL A F ri Q PF j j Ea xY d e te 97 IV ES 5 a e a o E o e g K Pulsar BOT N IZQUIERDO DEL RAT N pera desplazar le vista Escape para terminar la rueda del ret n si exista hace un enfoque E 0 Pulsar BOTON IZQUIERDO DEL RATON pera desplazer la vista Escape para terminar E y 0 4765 2 0 Orden a Figura 4 Cubo generado Queremos que el programa reconozca este cubo como un volumen Para ello debemos ir
25. nd components Printifthe convergence is not reached Postprocess parameters Par metros Y Stresses Globalcoordinates Local coordinates Y Strains Global coordinates Local coordinates T Plastic deformations Y Internal variables Internal variables Plastic hardening Energy dissipation Internal friction l Compressive damage degradation M Dilatancy V Damage degradation l Equivalent stress l Damage hardening parameter Cerrar Figura 35 Definici n de output 9 2 SOLUTION ALGORITHM Workshop gt Solution algorithm definition En la ventana que se abre ver Figura 36 se debe generar las diferentes tipos de soluciones que se quieran aplicar al modelo Para nuestro ejemplo se genera una soluci n que por default se denomina SolAlgo1 En la ventana Solution Algorithm se clica la opci n Full Newton con lo cual la matriz de rigidez elemental se actualizara todas las veces que sea necesaria Las dem s opciones deben quedar como se muestra en la Figura 36 Define solution algorithm properties Properties Solution algorithm Full Newton v nitial stiffness Full Newton Recalculate stiffness first iteration Recalculate stiffness second iteration Arc length type Ninguno z SolAlgol Arc length value 10 0 Cerrar Figura 36 Definici n de las propiedades del algoritmo de soluci n 22 10 C LCULO Calculate gt Calculate Para re
26. ontinuaci n en el rea Par metros dentro de la pesta a de Material escojemos el LayupA Esto se muestra en la Figura 22 En la pesta a Elemento escogemos el elemento volum trico hexa drico y la cuadratura de integraci n tipo Gauss como se ve en la Figura 23 Adem s marcamos la opci n de calcular la longitud de fractura autom ticamente Define part properties Ei Parti Properties lua lonarucina IICA Pi Available Assigned d H codo Layerl 2 4 voll Hi vertical Wol 2 v Par metros Elemento Material Material Material identifier LayupA Layup z Edici n Cerrar Figura 22 Definici n de la zona longitudinal del Part1 Material Define part properties H Partl Properties longitudinal Geometry layers Available Assigned d i co A Layer0 2 4 gt Vol vertical Vol 2 y Par metros Elemento Material Element properties 4 node tetrahedra 8 node hexahedra M Use element orientation in hexahedra Integration rule Gauss C Lobato C Newton V Calcule automatically fracture length Cerrar Figura 23 Definici n de la zona longitudinal del Part1 Elemento Repetimos el proceso con la zona codo asign ndole el Vol 2 y el LayupC y con la zona vertical asign ndole el Vol 3 y el LayupB La definici n de la pesta a Elemento en ambos casos es id ntica a la anterior La Figura 24 y la Figura 25 muestran estas definiciones D
27. r al finalizar de imponer las condiciones de borde Al Set1 se le asocia el grupo Apoyo y se le restringen todos los movimientos en cero en cambio al Set2 se le asocia el grupo Desplazamiento y solo se le impone el desplazamiento en direcci n Y con un valor de 1 Define stages properties Condiciones properties Fixing boundary condition definition Set Id Nodes group part Id Tx value Ty value Tz value Setl Apoyo M 0 0 0 0 0 0 Set Desplazamiento 0 0 1 0 0 0 3 Control Y PEAK Set Id Nodes group part Id X Trans Y Trans Z Trans Free nodes boundary condition definition Y PER Cerrar Figura 31 Definici n de condiciones de borde 8 3 Loads Para el ejemplo que se est desarrollando no se necesitar definir cargas ya que se le impone al modelo un desplazamiento De todas formas para imponer cargas se debe clicar en add a new load set y aparece la ventana que se muestra en la Figura 32 En esta ventana se tienen las opciones de carga que se tienen posterior hay que asignar estar cargas a la parte que se hayan definido en la secci n 6 Define stages properties Loads propenies M Add load case to the previous Add load sets Y Edit modity load set properties Load set Load type T tulo Load identiher LSetl Load settila Load data Load type Granitationa Gravitationa O Paris wih grami Available Assigned Partl at 4
28. rear un grupo formado por el elemento o por el punto nodal del cual queremos sacar la curva En el presente modelo pediremos dos curvas de salida ambas asociadas al mismo nodo 16 TUTORIAL COMPACK IMPLICIT CODO EMPOTRADO Creamos un nuevo grupo llamado Nodo1 con las caracter sticas indicadas en la Figura 28 cuyo nico integrante es el nodo marcado en rojo en la Figura 29 Para asignar al grupo el nodo correspondiente basta con clicar sobre el bot n Asignar de la Figura 28 y escoger el nodo en el modelo Luego se clica Terminar en la ventana que ha aparecido en pantalla Define group properties Co Group properties P Group type FADesplazamiento Hm C All purpose C Loads C Boundary condition Uniaxial curves C ArcLength Entity selection selection mode C Geometr a Malla Entidades Tipo Punos Lineas Superficies WYolumenes Mesh entity Tipo Nodos C Elementos Selection Asignar Dibujar Desasignar I Compack 054 Proyecto Tutorial_30 Corpack barm Archivo Weta Geometria Ubdidades stos Mala Werehop Calcular Ayuda 0692113210219 si 1 718 cia Ternin Presa Finish io stop the entes salarios AMAS e A alraDe 51810100 8 3 Fi 2E TTET ii AET BA ET EA g Ciber a 3 Figura 29 Selecci n del nodo que compone el grupo Nodo1 17 8 STAGE DEFI
29. tados y Detormaci n m 4 E i 7 y 2 Werresutados MalsFrinopel Malla de referencia s E Diefoemaci n de la malia pricipal C ignali Doformada ha i A E Do An lisis DISPLACEMENTS a Ms Pasa 1 7 D veto de posici n a kA Fleauhado DISPLACEMENTE E hector 40 0 FT Desormeci n ijada Po y k 13 CJ Los iuhadet e dibuyor n en ete modelo dakanmiad li Cama DISPLACEMENTS 0 0010201 0 00090574 01 00007 54 T GEA O H T TONART 0 000004 003 0 A D 00011 134 Ki Pulsar BOTON IZOUEADO DELAAT N pera rotar Escapo pera termines ls moda del rai n si miste hece zum a e157 Pulgar BOT N ZOUEADO DEL AAT N para solar Escapa para been y 0 Guds E za Figura 40 Resultados de la simulaci n desplazamientos sobre malla deformada 25 TUTORIAL COMPACK IMPLICIT CODO EMPOTRADO ANEXO l PAR METROS PARA LAS CURVAS UNIAXIALES Etapa carga l Direcci n E ser Ter 1 direcci n x Desplazamiento nodo A ZN 2 direcci n y 3 Y 3 direcci n z Direcci n puede ser 1 direcci n x elemento e 2 direcci n y 3 direcci n z Direcci n puede ser S 1 direcci n x Reacci n Total E E x 4 R 2 direcci n y 3 direcci n z Direcci n puede ser UN 1 direcci n x Reacci n nodo F S 7 2 direcci n y 3 direcci n z Puede ser e Layup Direcci n puede ser ial si F Num de punto de i P A 2 MEE Es Ply al que pertenece el material Deformaci n AS 1
30. to vertical del Nodo1 Los datos introducidos se ven en la Figura 33 Define stages properties 0 Siege History properves a Unigol Curves histoncal output definitan HFT Parts EX A Titulo Eje X G ld Do s CL 3 Eje Y pa E LONCICIONAS e Curve Lood soge Displacement 5 Loads Curve Displacemer Nodo1 2 Total reacton Sra Figura 33 Definici n de las curvas uniaxiales 8 5 Control En esta secci n se definen los incrementos y par metros de carga que se imponen al modelo Se pueden crear tantos incrementos como uno necesite Para este ejemplo se ha creado un incremento que por defecto se denomina Incr1 como muestra la Figura 34 El n mero de incrementos es la cantidad de veces que se aplicara este incremento el factor de carga es el valor por el cual se escalaran las cargas impuestas en cada incremento Adem s se debe colocar el incremento de tiempo la tolerancia de convergencia y el m ximo n mero de iteraciones que podr hacer el programa para conseguir la convergencia en cada incremento de carga El Output Id as como el Solution Algorithm se definen seg n lo que se expone en el punto 9 del presente manual Define stages properties z3 Control properties Load increments definition Id Number of incr Load factor Time incr Tolerancia Max incr Output Id Solution algorithm Incrl 100 0 00001 0 01 0 001 50 Output SolAlgol eR FTAXHY Ayuda Cerrar Figura 34
31. y El material epoxy se define como un material con da o simple La pantalla de definici n del material contiene tambi n las pesta as de General definimos una densidad de 1200 kg m y Elastic definimos un m dulo de Young de 4 5 GPa y un m dulo de Poisson de 0 2 A estas dos se a ade una nueva pesta a Damage en la que definiremos las propiedades del modelo de da o El valor de las propiedades definidas se muestra en la Figura 14 Define material properties E EE brasCarbono Properties Material model Elastic j General Elastic Properties Material type Isotropic Y Young s modulus MPa 230000 Poisson s ratio 0 20 B e D X Ayuda Cerrar Figura 13 Definici n de las propiedades el sticas para el material Fibras Carbono TUTORIAL COMPACK IMPLICIT CODO EMPOTRADO Define material properties Era Properties Le EpOx Material model Damage General Elastic Damage Properties Yield criteria Von Mises Y Potencial criteria Von Mises y softening type Linea e Tangent matrix type Numerical derivation Tensile strength MPa 10 i Compressive strength MPa 10 Initial softening slope MPa 0 0 Fracture energy MJ m 2 0 02 Cerrar Figura 14 Definici n de las propiedades de da o para el material Epoxy 4 2 Material Compuesto En la misma ventana de Material Definition Figura 12 se crea un nuevo material que definiremos como
Download Pdf Manuals
Related Search