Assistance #65
Mise en forme d'un BSO à partir du fuseau à plat - contraintes trop élevées
Description
Description du modèle
---------------------
Maillage - J'ai construit le maillage d'un 1/2 fuseau à partir des données de fabrication donc avec les talons aux extrémités. Il comporte 100 x 4 quadrangles (i.e. 8 elts dans la largeur d'un fuseau entier) et 100 élément barre pour les rubans.
Chargement - Pression hydrostatique correspondant à la force minimale au crochet (150kg) et le poids propre.
Appuis - encastrement crochet + condition symétrie 1/2 fuseau + blocage du pole dans la seule direction de traction (autorise un lobage)
Pas de condition de symétrie cyclique.
Résultats - Le calcul converge rapidement vers une forme globale de ballon réaliste. La force de réaction au crochet est cohérente avec la donnée Cnes (150kg)
Problème - Les contraintes longitudinales sont très élevées à l'équateur (>1000Mpa) c'est à dire dans la zone de plus forte courbure. Ce résultat ne change pas même si :
- on augmente la précision de convergence ;
- un fait une reprise en statique ;
- on supprime les éléments barre (rubans).
Par ailleurs j'ai également noté ce même problème de contraintes longi élévées dans la zone de plus forte courbure pour 2 autres ballons en cours d'étude, un BPLC (ballon sphérique de 2m50) et le BPL (16m, démarrage fuseau à plat). Ces contraintes sont non physiques.
Fichiers
Mis à jour par Gérard Rio il y a plus de 9 ans
En fait la sortie n'est pas correcte compte tenu des choix indiqués dans le .CVisu
Actuellement il est possible de choisir une sortie des grandeurs tensorielles en local et en absolu.
Concernant la sortie gmsh. Si on a choisi une sortie en local, la direction locale pour deux éléments finis de natures différentes (ici quadrangle et barre) peut très bien être différente, car le repère ad hoc pour le quadrangle est arbitrairement construit en fonction de sa situation géométrique dans l'espace 3D. Donc par exemple pour la grandeur sigma11, chaque élément va contribuer aux noeuds rattachés, suivant une grandeur exprimée dans un repère différent. Donc cela n'a pas de sens.
Dans ce contexte, il faut donc utiliser une sortie en repère globale. Néanmoins se pose le pb de l'utilité d'une grandeur sigma^ij pour une membrane ou une barre.
A mon avis, un choix pertinent est de sortir, non pas chaque composante, mais le tenseur dans sa globalité et ensuite utiliser gmsh pour en extraire les grandeurs pertinentes: contrainte principale maxi, mini, contrainte de Mises, vecteurs propres, idem en déformation voir en vitesse de déformation.
Avec l'exemple fourni, après convergence, j'ai fait un restart et avec un temps fin légèrement plus grand (1.001) j'ai modifié le .CVisu : tenseurs en absolu, sortie des contraintes et déformations sous forme tensorielle. Dans ce cas j'obtiens alors des contraintes de l'ordre de 2.e7, donc 1000 à 10000 fois plus faible que précédemment !!
J'attache au mail le fichier .info et .CVisu que j'ai utilisé pour obtenir ces résultats.
Mis à jour par Frank Petitjean il y a plus de 9 ans
J'entends bien ton argument pour ce qui concerne le mixe de contraintes locales pour 2 éléments de nature différente. J'ai en effet résonné comme si les contraintes étaient données aux points d'intégration. Mais cela ne m'explique pas les contraintes aberrantes pour les quadrangles non juxtaposées à une barre. Je continue de ne pas bien comprendre ce que représente le repère ad hoc.
La sortie des invariants des contraintes donne en effet des résultats cohérents (ouf !). Je regarderai dorénavant que ces grandeurs pour m'affranchir des problèmes de composantes et de repères.
Questions concernant le post-traitement des grandeurs Herezh dans Gmsh
1. Dans le post traitement de grandeurs tensorielles sous Gmsh on ne peut afficher que la valeur numérique de von Mises. Les autres invariants ne sont accessible que dans les 3 modes d'affichages de type iso. Est-ce aussi le cas pour toi ? Il me faut donc utiliser les invariants calculés par Herezh.
2. Avec la commande CONTRAINTE_COURANTE Herezh sort des tenseurs 3x3 correspondant à des états plans de contrainte (pour des membranes). Comment comprendre que Gmsh peut afficher des vecteurs propres non coplanaires aux éléments ?
Tu ne m'as pas transmis le fichier .inf modifié par tes soins (voir la liste des fichiers échangés), je le veut bien.
Mis à jour par Gérard Rio il y a plus de 9 ans
- Fichier BSO.info BSO.info ajouté
- Fichier BSO_sig_c_evolue_pti_Gmsh.jpeg BSO_sig_c_evolue_pti_Gmsh.jpeg ajouté
Concernant le repère ad hoc, je pense (mais je n'ai pas testé) que ce dernier est correct pour une sortie au point d'intégration. À vérifier.
Les éléments étant triés dans Herezh avant la sortie, une solution serait d'avoir la possibilité de visualiser type d'élément part type d'élément, ainsi on aurait des informations cohérentes entre elles.
"1 Les autres invariants ne sont accessible que dans les 3 modes d'affichages de type iso. Est-ce aussi le cas pour toi ? Il me faut donc utiliser les invariants calculés par Herezh."
Non, il est possible avec gmsh de sortir les valeurs propres maxi et mini, et les vecteurs propres ... ainsi que Mises mais effectivement une autre solution est de les calculer via herezh
"2 Avec la commande CONTRAINTE_COURANTE Herezh sort des tenseurs 3x3 correspondant à des états plans de contrainte (pour des membranes). Comment comprendre que Gmsh peut afficher des vecteurs propres non coplanaires aux éléments ?"
Gmsh ne traite que les coordonnées de tenseurs en absolu donc via une matrice 3x3. Donc on dispose de 3 valeurs propres systématiquement. Ensuite par contre, l'ordre et le sens des vecteurs propre sont organisés de manière un peu aléatoire (en tout cas je n'ai pas vraiment vu de logique à ce niveau-là dans la sortie gmsh) donc on peut avoir par exemple comme normale différents vecteurs.
En postraitant les résultats que j'ai obtenus, je trouve des choses plutôt cohérentes ... J'attache une copie d'écran comme exemple.
J'attache aussi le .info
Mis à jour par Frank Petitjean il y a plus de 9 ans
- Fichier Sigma_principaleI.png Sigma_principaleI.png ajouté
- Fichier Sigma_principaleII.png Sigma_principaleII.png ajouté
- Fichier Sigma_principale-vp.png Sigma_principale-vp.png ajouté
J'obtiens de très bons résultats avec une précision demandée de 0,1% pour moins de 50000 itérations, ce qui est très satisfaisant. Voir notamment la faible contrainte orthoradiale (sensée ici être nulle).
Je constate moi aussi le caractère aléatoire dans la visualisation du vecteur propre. Suivant la suite de manipulations réalisées Gmsh choisi l'un des 3 vecteurs propres. Dans le fichier joint on voit majoritairement le vect propre associé à Sigma_pricipaleI.
J'ai comparé la sortie Maple (donc aux point de Gauss) des contraintes SIG11 et SIG22, dans le repère ad hoc, avec les contraintes principales. Les valeurs des composantes ne sont pas correctes : SIG11 est toujours trop élevée.
Mis à jour par Gérard Rio il y a plus de 9 ans
"J'ai comparé la sortie Maple (donc aux points de Gauss) des contraintes SIG11 et SIG22, dans le repère ad hoc, avec les contraintes principales. Les valeurs des composantes ne sont pas correctes : SIG11 est toujours trop élevée."
Il y a peut-être un bug ... de sortie. Je ne vais pas le regarder tout de suite, mais je le garde en mémoire et quand j'aurai un moment je regarderai.