Appunti Progettazione assistita dal calcolatore anno 2023/2024

PBEAML

seguente comando Beam section setup:

1D −! Beam Sections

Standard =Usata per generare rapidamente modelli sfruttando alcune forme

⋄ standard (tubi, doppio T ecc.).

Generic =Incluso per retrocompatibilità con i vecchi modelli. In questa ti-

⋄ pologia è necessario inserire esplicitamente tutte le quantità necessarie per le

proprietà della sezione.

Elastic,Solid e Shell =estrazione delle proprietà della sezione da mesh esistente

⋄ composta da elementi 2D e/o 3D.

Figura 71: Beam Section 41

13 ELEMENTI 1D

13.3 Line Mesh

Permette di creare una catena di elementi monodimensionali lungo una linea.

1. Seleziona linee o lista di nodi

2. Definisci elementi da creare e le loro caratteristiche vedi figura 72.

Figura 72: Line mesh

Ad esempio dopo aver selezionato tutte le linee come nella figura 73 impostare

su Edit element category:

la categoria BEAM 1D

⋄ Category:

la tipologia CBEAM

⋄ Type:

per il momento direzione (0,0,1)

⋄ Direction:

Associa la proprietà precedentemente creata PBEAML

⋄ Property:

Impostare sull’editor una dimensione : 500

4

⋄ Element size

4 Dopo aver premuto Element size premi le linee che intendi discretizzare 42

13 ELEMENTI 1D

Figura 73: Esempio Line mesh

13.3.1 Visualizzare e Ruotare elementi 0D definiti con Line mesh

Possiamo attivare la visualizzazione della geometria degli elementi 0D tramite il

comando in figura 74. Figura 74: Visualizzazione 0D

Inoltre è possibile ruotare tali elementi con il comando:

1D EditBeam Orient 43

14 SPECCHIARE ELEMENTI

Figura 75: Orient

14 Specchiare elementi

Svolto nel caso di elementi 0D ma possibile fatlo anche con elementi di dimensione

maggiore. Dalla freccettina di Move −! Mirror

Seleziona il componente da specchiare attiva e poi

show preview Keep original

seleziona e porta il piano nel punto in cui intendi specchiare il componente

plane

infine premi mirror. Figura 76: Mirror

La cosa importante quando andiamo a specchiare è il fatto che gli elementi deb-

bano poi finire nello stesso Component quindi alla fine dell’operazione di Mirror è

conveniente andare ad utilizzare il comando Organize per inserire gli elementi (e

non i nodi) sul Component principale che useremo per l’analisi, nell’immagine 77

si può notare come nel collector a noi interessa che vi siano gli elementi e non la

geometria. 44

15 POST PROCESSING

Figura 77: Differenza geometria ed elementi

15 Post Processing

E la sezione di Hypermesh che ci rimanda ai risultati grafici, qui possiamo analizzare

tutti i risultati forniti dall’analisi (sempre se va a convergenza).

Figura 78: Schermata Post Processing

Si nota la sezione Load Case che ci permette in caso abbiamo mandato in run

più analisi di controllare i risultati di ogni subcase.

La sezione Query permette di visualizzare ed esportare risultati e altre informazioni

per nodi, elementi, componenti e sistemi contenuti nel modello attivo (mai usata).

Per attivare le finestre parallele di modo da avere nella stessa schermata le tre ana-

lisi possiamo fare come in figura 79 ed inoltre possiamo con il comando cerchiato in

verde anche rendere la loro selezione sincronizzata. 45

15 POST PROCESSING

Figura 79: Finestre Post Processing

Usando questa visualizzazione delle volte è necessario impostare la stessa scala

di visualizzazione per vedere le differenze, per fare questo clicco con il tasto dx su

una qualsiasi finestra poi "Apply style" poi "current page" ed infine "all selected"

come ad esempio nella seguente figura dove l’obiettivo era impostare nella legenda

un massimo di 3.5mm.

Figura 80: Selezione caratteristiche per tutte le finestre

Nel post processing inoltre possiamo spuntare caselle che vengono create grazie

all’opzione Global Output Request come ad esempio Use corner data per riferirci

a tensioni e spostamenti non solo relativi al centroide ma anche relativi ai nodi degli

elementi, questo viene trattato anche nella sezione 18.

15.1 Contour

Su Contour è possibile visualizzare sia i displacements ovvero gli spostamenti

che gli Stress ovvero le tensioni. 46

16 CONTROLLO QUALITÀ ELEMENTI

Figura 81: Contour

15.2 Deformation

Qui è possibile visualizzare tramite fotogrammi i reali spostamenti della struttura

questo risulta molto utile anche per capire se abbiamo vincolato in maniera corretta

la struttura. Figura 82: Deformation

Cliccando nella rotellina possiamo cambiare la velocità di riproduzione dei foto-

grammi ed il loro numero.

Ma la funzione più interessante è quella di visualizzare la struttura indeformata a

confronto con quella deformata e questo lo posso fare tramite la selezione in Show

di Features come anche da figura 82.

16 Controllo qualità elementi

Per la parte teorica relativa ai vari parametri si rimanda alle slide (ese.5 da slide 32

a slide 40).

Di seguito si elencano alcuni strumenti per il miglioramento della mesh presenti nella

Ribbon 2D. 47

16 CONTROLLO QUALITÀ ELEMENTI

Figura 83: Strumenti miglioramento mesh

Rebuild -per generare una nuova mesh di buona qualità e flusso utilizzando

⋄ i criteri definiti nelle opzioni di Rebuild come vedremo di seguito.

Permette di creare anche washer in maniera automatica.

Auto Quality - per correggere automaticamente la qualità degli elementi.

⋄ Edit Elements -per migliorare manualmente la qualità degli elementi e dei

⋄ nodi della mesh di superficie.

ottimizzare la qualità degli elementi selezionati.

◦ Smooth-per

spostare i nodi, trascinare gli elementi tria, modificare fori e

◦ Move-per

rondelle e ottimizzare automaticamente nodi ed elementi.

(Swap, Combine) -per dividere elementi quadrupli e bordi, combi-

◦ Split

nare elementi tria e scambiare i bordi degli elementi.

riposizionare e sostituire le posizioni dei nodi.

◦ Replace-per modificare la densità e le dimensioni degli elementi lungo i

◦ Density-per

bordi della superficie.

Create-per creare manualmente nuovi elementi 1D/2D/3D e anche elimi-

◦ nare elementi.

riposizionare i nodi e gli elementi spostati nella geometria

◦ Origin-per

associata trovare i nodi non associati, rivederli e associarli alla geo-

◦ Associate-per

metria di destinazione.

Per visualizzare la qualità effettiva della mesh è possibile attivare la visualizzazione

nel menù delle visualizzazioni.

Element quality Figura 84: Criteria e QI Range

Criteria Selezionando un criterio appare una legenda in cui è possibile control-

lare il livello del criterio stesso. 48

16 CONTROLLO QUALITÀ ELEMENTI

QI Range (Quality index range) valuta l’indice composito per avere un quadro

generale del livello di distorsione degli elementi.

Per stabilire i limiti di buona qualità di un elemento in base ai vari criteri è possibile

intervenire tramite: Topology −! Criteria Editor

Si nota come alcuni parametri è bene che vengano disattivati (o in caso aggior-

nati di volta in volta) e mi riferisco ai parametri assoluti e

Maximum Size Minumum

per evitare che la presenza di questi non interferisca con la nostra analisi di

Size

qualità della mesh. Figura 85: Criteria Editor

Notiamo che in tale visualizzazione appaiono vari parametri ma il più importante

e che dobbiamo ben tenere ad occhio è la percentuale di elementi triangolari, questa

deve rimanere circa sotto il 5% degli elementi totali.

16.1 Auto Quality

Si va ad aumentare la qualità automaticamente degli elementi selezionati ed anche

quella di quelli adiacenti. 2D −! Auto Quality

Quello che bisogna fare è selezionare il gruppo di elementi con qualità peggiore

preventivamente analizzata grazie all’opzione di visualizzazione QI Range illustrata

nella sezione 16 e poi utilizzare come sopra descritti il comando Auto Quality. 49

16 CONTROLLO QUALITÀ ELEMENTI

Figura 86: Auto Quality

16.2 Rebuild 2D −! Rebuild

1. In "Opzioni" seleziono nuova dimensione elementi (se necessario)

2. Seleziono gli elementi

3. Clicco Rebuild

Come già detto l’opzione Rebuild può restituire automaticamente i whasher oltre

che ovviamente migliorare la qualità degli elementi.

Altri esempi dell’utilizzo di Rebuild sono spiegati nell’immagine 88 di seguito: 50

17 SISTEMI DI RIFERIMENTO

Figura 87: Rebuild

Figura 88: Altri utilizzi Rebuild

Si nota inoltre che abbiamo fatto riferimento anche ad una funzione già spiegata

nella sezione 4.4 ovvero Lines.

17 Sistemi di riferimento

La trattazione dei sistemi di riferimento per il nostro corso si limita ad un utilizzo

dei sistemi di riferimento locali di tipo cartesiano e cilindrico.

Model −! System 51

17 SISTEMI DI RIFERIMENTO

Figura 89: Scelta s.d.r. Figura 90: Tipologie di s.d.r.

La cosa fondamentale da ricordarsi è che dobbiamo immaginare come se ogni

nodo avesse un s.d.r. vincolato a se, quindi ad esempio se dico di vincolare il DOF

1 sul s.d.r. cartesiano mi riferisco al fatto che il nodo non può traslare lungo x, se

invece faccio questo per il DOF 4 questo implica che il nodo non potrà ruotare su

se stesso attorno all’asse x.

Di seguito una tabella riguardante le rotazioni dei vari nodi nei sistemi di riferimento

locali: DOF Coordinate DOF Coordinate

DOF 1 X DOF 1 r

DOF 2 Y DOF 2 t

DOF 3 Z DOF 3 Z

DOF 4 Rot. X DOF 4 Rot. r

DOF 5 Rot. Y DOF 5 Rot. t

DOF 6 Rot. Z DOF 6 Rot. Z

Tabella 5: S.D.R. Cartesiano Tabella 6: S.D.R. Cilindrico

Si vede come nel caso di S.D.R. cilindrico il DOF2 ovvero t permette la rotazione

del nodo attorno all’asse z del sistema di riferimento locale, mentre DOF5 permette

la rotazione intorno alla direzione del vettore tangenziale descrive la traiettoria di

rotazione attorno a z.

Dopo aver creato un sistema di riferimento locale devo assegnargli dei nodi e questo

lo faccio tramite il comando Assign:

Model −! System −! Assign

Ricorda che in tal caso devi sempre spuntare Set Desplacement poiché in tal

caso useremo il sistema locale selezionato per definire i DOF del nodo (quindi utile

per quando dobbiamo usare il S.D.R. per definire vincoli). 52

18 GLOBAL OUTPUT REQUEST

Figura 91: Assign

18 Global Output Request

Fornisce in output altri parametri oltre a quelli definiti di default, il comando può

essere chiamato nei seguenti modi:

Analyze −! Parameters −! Global Output Request

Figura 92: Global Output Request(1°modo)

Tasto dx nel browser −! Create −! Card −! Output 53

18 GLOBAL OUTPUT REQUEST

Figura 93: Global Output Request (2°modo)

18.1 Strain/Stress

Attiveremo molto spesso i seguenti