FEMCA finite element method code aster

Ověření napětí a deformace, 3D nelineární analýza

Cílem analýzy byla kontrola napětí a deformace v centrátoru pro svařování ocelových trubek. Geometrický model byl načtem ve formátu iges. V SALOME byly provedeny potřebné úpravy a byla vytvořena síť konečných prvků. Těleso bylo modelováno jako 3D. V nelineární analýze v Code Asteru bylo využito metody spojení sítí a kontaktu. Zatížení, které reprezentovalo vlastní váhu trubky, bylo aplikováno na čelisti centrátoru. Na obrázcích níže můžete vidět deformace [m] a průběh napětí(von misses)[Pa] v centrátoru.

Výpočet napětí a deformace ocelové membrány, nelineární analýza

Analýza byla zaměřena na výpočet napětí a deformace na ocelové membráně, kde membrána měla průměr 85[m] a tloušťku 5[mm]. Geometrický i konečněprvkový model byl vytvořen v SALOME. Model byl vytvořen pomocí prvků COQUE_3D s reálnými konstantami. Vzhledem k symetrii byla modelována pouze čvrtina membrány. Membrána byla zatížena tlakem. Vzhledem ke geometrii a zatížení, bylo využito nelineární analýzy. Na obrázcích níže můžete vidět konečněprvkový model, deformaci [m] a napětí [Pa] na membráně.

Výpočet napětí na stěně v místě přivaření konzoly, lineární analýza

Analýza byla zaměřena na výpočet napětí a deformace ocelové stěny v místě přivaření konzoly. Geometrický i konečněprvkový model byl vytvořen v SALOME. Model byl vytvořen pomocí prvků COQUE_3D s reálnými konstantami. Konzola byla zatížena vlastní vahou a vnějším zatížením. Na obrázcích níže můžete vidět konečněprvkový model, deformaci [m] a napětí [Pa] na membráně.

Zjištění vnitřních sil a momentů na konstrukci haly, lineární analýza

Analýza byla zaměřena na výpočet vnitřních sil a momentů na střešní konstrukci haly s půdorysem 12x9[m]. Geometrický i konečněprvkový model byl vytvořen v SALOME. Model byl vytvořen pomocí prvků POU_D_T (konstrukce) a 3D (opláštění střechy). Reálné konstanty prvků POU_D_T měli hodnoty průřezů válcovaných profilů. Konstrukce byla zatížena tlakem o velikosti 0,75[kN/m2]. Na obrázcích níže můžete vidět geometrický model, celkovou deformaci konstrukce [m], celkové napětí na jednotlivých elementech [Pa].

Analýza konstrukce haly při zatížení seismicitou, spektrální seismická analýza

Seismická analýza střešní konstrukce haly s půdorysem 12x9[m]. Geometrický i konečněprvkový model byl vytvořen v SALOME. Model byl vytvořen pomocí prvků POU_D_T (konstrukce) a 3D (opláštění střechy). Reálné konstanty prvků POU_D_T měli hodnoty průřezů válcovaných profilů. Byla provedena spektrální modální analýza, spektrum odezvy bylo navrženo pro oblast ČR podle EC8 se špičkovým zrychlením 1,18 [ms-2]. Spektrum odezvy bylo aplikováno v horizontálním a vertikálním směru. V analýze byly vypočteny vlastní frekvence konstrukce, zrychlení konstrukce v jednotlivých směrech, deformace konstrukce, vnitřní síly a momenty, napětí na jednotlivých elementech. Na obrázcích níže můžete vidět celkovou deformaci konstrukce [m], ohybový moment na konstrukci [Nm], tlakovou sílu[N]

Analýza nápojové plechovky při zatížení osovým tlakem, nelineární stabilitní analýza

Byla provedena stabilitní analýza modelu nápojové plechovky za účelem určení maximálního osového zatížení. Model plechovky o průměru 68[mm] a celkové výšce 180[mm] s tloušťkou stěny 0,11[mm] byl kompletně vytvořen v Salome-Meca, plechovka byla modelována pomocí shell elementů COQUE_3D, materiál hliník. Post process byl proveden pomocí GMSH.
Na tomto modelu byla provedena eigenvalue buckling analýza. Model byl zatížen osovou silou na horním okraji plechovky. Bylo vypočteno maximální osové zatížení, Fkrit=946,4[N].
Následně byla provedena nelineární stabilitní analýza s předdeformovanou sítí z lineární eigen buckling analýzy. Síť byla předdeformována vekotrem o velikosti 1,41[mm] (počáteční imperfekce). V analýze byl použit nelineární model materiálu (isotropic hardening). Takový model ztratil stabilitu při zatížení Fkrit=860,6[N]. Pro porovnání byl proveden ještě jeden výpočet s předdeformovanou sítí o velikosti 3,525[mm]. Tento model ztratil stabilitu při zatížení 651,8[N]. Z výsledků je patrné, že struktury tohoto typu jsou velmi náchylné na počáteční deformace.
Pro ověření výsledků byl proveden i analytický výpočet podle Roark´s formulas for stress and strain. Zde bylo vypočteno lineární kritické zatížení 1609,65[N],podle této publikace bylo při testech dosaženo kritického zatížení maximálně v rozmezí 40-60%, což odpovídá síle 644 – 966[N].
Na obrázku níže můžete vidět deformovaný model z eigenvalue analýzy a z nelineární stabilitní analýzy [m].