Поиск по этому блогу

Что бы вам хотелось увидеть в расчетах связанных с ANSYS ?

среда, 6 мая 2015 г.

Revit и ANSYS (расчет здания в целом)

          Первая моя тема будет посвящена именно расчету зданий модель которых позаимствована из Revit. Никаких особых ухищрений тут нету, как и танцев с бубном. Все довольно логично и просто. Для начала получим задание от архитекторов и смежников, и построим модель . 






        Для начала расчета нам понадобится технология ACIS.
        ACIS используется многими разработчиками программного обеспечения в таких отраслях, как системы автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированного управления производством (CAM), автоматизированное конструирование (CAE), архитектура, проектирование и строительство (AEC). ACIS предоставляет разработчикам программного обеспечения и производителям основу 3D функциональности моделирования.
           ACIS используется для построения приложений с гибридной особенностью моделирования, так как она объединяет каркасную модель, поверхностную, и твердотельную.
Экспорт модели происходит в формате .SAT

 
             Далее запускаем ANSYS WB. Чем отличается классический ANSYS от его надстройки (Workbench) возможно в следующих темах я раскрою, но это очень сложны материал и особо не относится к Revit.
             И так мы загрузили тяжеловеса. Кликаем "static structural" в простонародье статический расчет. И кликаем вкладку "geometry" - геометрия модели , перед нами появится модуль "design modeler" - моделлер конструкций


           До всех ниже перечисленных манипуляций нужно зайти в дерево проекта "static structural" , а конкретно в "engeneering data" и поменять материал с "steel"- сталь, на "concrete" - бетон с указанием нужных хар-к.
         После этого импортируем геометрию из Revit, для этого выполняем действие согласно картинке:


               Для примера я взял здание по "зубам" моей рабочей станции в короткие сроки. У кого "железо" не вызывает гордости советую выполнить для примера что то по проще. Например несколько этажей маленького домика.
                 Итак после некоторых раздумий DM (design modeler) покажет нам такую картинку:





     
                Начиная с ANSYS 15.0 появилась функция мульти мешшера (multi mesh) это означает что при создании сеточной модели каждое ядро будет работать в построении сеточной модели. При этом каждое ядро может обрабатывать только один объем не связанный с другим общими узлами. Если более человеческим языком то не должно быть объединения всех частей здания в один общий объем. Иногда приходится прибегать к таким вещам при расчете более сложных вещей машиностроения, но у нас гексаэдры поэтому особой геометрической вычурности у нас нету. Но при желании можно загрузить модель например в Autodesk inventor и воспользоваться командой union (объединение). Но до всех вышеперечисленных операций необходима геометрическая точность , не должно быть зазоров между частями здания даже в 1 мм. Конечно даже зазор в несколько мм можно обойти настройками контактных поверхностей но начинать лучше всегда правильно , плохо само получится. 
          Сохраняем проект и закрываем DM. Открываем "Model". Откроется окно модуля "mechanical".



            Находим вкладку Mesh, кликаем по нем и ставим размер (для всех элементов модели) например 200 мм. По умолчанию это значение зависит от "влажности на марсе" и лучше его задавать самому. Далее кликаем правой кнопкой на Mesh и выбираем "generate mesh" или на панели жмем "update". Вот теперь нам необходимо запастись терпением на больших моделях при слабом ПК. В итоге получаем такую модель:




             По умолчанию связь всех объектов модели  происходит из за контактных поверхностей, они в стандартных настройках имеют тип "bounded" - жестко , поэтому нету необходимости связывать сетку на гранях.
            Далее необходимо задать гравитационную постоянную "standart earth gravity" , граничные условия например "fixed support" - жесткое защемление ну и собственно указать что нам необходимо найти щелкнув на вкладочку "solution" - расчет , например выберем deformation-total" - полные деформации. И если опустить нюансы настройки решателя и оставить все как есть нажать кнопку "solve"- расчет  то все будет происходить на настройках по умолчанию.
           Выпив чаю и еще погуляв много часов получим :

Далее сравнив результат с Robot structural analysis получим:


           Разница в перемещениях 1%. Думаю моя статья поможет инженерам решать более продуктивно поставленные перед ними задачи.

P.S. все манипуляции очень требовательны к ТТХ вашего "железного коня", поэтому на ноутбуке i3 с 4Gb оперативной памяти это бесполезно пытаться сделать. Все расчеты я выполняю на данной машине:


Удачи в начинаниях :)

11 комментариев:

  1. Всё гениально просто!
    Теперь буду следить за вашим блогом)
    Было уж очень познавательно (за Ansys+Robot).
    Спасибо)

    ОтветитьУдалить
  2. Ansys+Robot ? тут особой связи нельзя сделать , Ansys больше для твердотельного моделирования (есть конечно и оболочки и гибриды но "все" ради солидов), а Robot оболочечно-стержневая модель. Можно только сравнивать армирование , но в этом сравнении эталон будет за Ansys и особого сравнения не получится :/

    ОтветитьУдалить
  3. Все отлично, только я не уловил в чем продуктивность? т.е. нужно считать не в Robot, а в ANSYS? ИЛи смысл в том, что загнал тупо объем и никакой аналитичесской модели не нужно?

    ОтветитьУдалить
  4. можно решать более продвинутые и сложные задачи , например туже геотехнику, аэродинамику , и многое другое. Если здание сложной формы то ANSYS в твердомтеле покажет намного более точные результаты чем оболочки. Много преимуществ........

    ОтветитьУдалить
  5. Здравствуйте Михаил!Подскажите пожалуйста, какие типы контактов вы использовали?

    ОтветитьУдалить
  6. Добрый день Михаил! Я хочу посчитать котлован в ансисе воркбенч, как будет правильнее создать модель и какие кэ выбрать для грунта и ж/б конструкций стен в грунте (свай) и какие связи (граничные условия) использовать? Владею солид воркс, автокад, скад. Заранее спасибо!

    ОтветитьУдалить
  7. ..или где можно почитать посмотреть примеры расчета котлованов? Очень нужно! Спасибо!

    ОтветитьУдалить
  8. Доброго времени суток!
    Решил испытать свой комп 12-ти этажным зданием, но как я понял по сообщениям программы после часового расчета он не справился:

    At least one body has been found to have only 1 element in at least 2 directions along with reduced integration. This situation can lead to invalid results or solver pivot errors. Consider changing to full integration element control or meshing with more elements. Offending bodies can be identified by Right-clicking in the Geometry window and choose Go To -> Bodies With One Element Through the Thickness. Refer to Troubleshooting in the Help System for more details.

    During this solution, the elapsed time exceeded the CPU time by an excessive margin. Often this indicates either a lack of physical memory (RAM) required to efficiently handle this simulation or it indicates a particularly slow hard drive configuration. This simulation can be expected to run faster on identical hardware if additional RAM or a faster hard drive configuration is made available. For more details, please see the ANSYS Performance Guide which is part of the ANSYS Help system.

    Solver pivot warnings or errors have been encountered during the solution. This is usually a result of an ill conditioned matrix possibly due to unreasonable material properties, an under constrained model, or contact related issues. Check results carefully.

    The solver output file has exceeded the maximum size and will not be displayed here.

    ОтветитьУдалить
  9. я как нибудь запишу ролик как посчитать , но странно что solver перегружен, если бы не хватило оперативы то это одно, можно увеличить файл подкачки за сет SSD или HDD, но переполненный солвер может быть следствием большого числа ошибок в расчете, может модель не закреплена , может ошибка в настройках материала и тд и тп. Скройте для расчета 11 этажей и посчитайте, посмотрите на небольшой модели что не так.

    ОтветитьУдалить
  10. Спасибо. Было бы интересно глянуть такой ролик.
    Большую задачу выбрал так сказать больше для тестирования компа.
    Сейчас попробую небольшую задачу, например балку ж.б.

    Версия программы 17.0.

    ОтветитьУдалить