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Institut Supérieur d'Ingénierie de la Conception
27 rue d'Hellieule
88100 Saint-Dié-des-Vosges
(33) 3 29 42 18 21 - fax: (33) 3 29 42 18 25
www.insic.fr
Rédaction : Arnaud Delamézière [email protected]
Lanouar Ben-Ayed [email protected]
septembre 2016
Cette présentation vise à prendre en main l'interface d'Hyperworks pour faire un calcul
en élasticité linéaire sur une pièce volumique dont la CAO est importé sous le format
iges.
Prise en main de l'interface Hypermesh pour la mise en données et le lancement de la
simulation numérique.
Prise en main du post-traitement dans Hyperview.
Prise en main (HyperMesh,
OPTISTRUCT, HyperView)
2
Prise en main (HyperMesh,
OPTISTRUCT, HyperView)
3
Une future interface est en cours de développement. Elle est basé sur l'interface de
SolidThinking.
http://www.altairhyperworks.com/hw14/ Vidéo "Hyperworks Next Generation"
Elle sera complètement opérationnelle dans plusieurs années.
Evolution de l'interface graphique
4
http://www.altairuniversity.com/get-the-free-hyperworks-14-0-student-edition/
Version étudiante
5
Interface d'HyperMesh
• Sélectionnez HyperMesh
+ OptiStruct
Charge le template correspondant
Charge des macros spécifiques
Met à jour le nom de certaines fonctions
Adapte les mots-clefs HyperMesh aux
mots-clefs du solveur
Sélectionnez
"OptiStruct" : Calcul élasticité linéaire (non linéaire, optimisation)
(Radioss+ Block Data non linéaire, explicite ou implicite)
6
Explorateurs:
• Utility Menu
• Model Browser
• Mask By Config
• Etc.
Barres d’outils
Panneau
Pages du Menu
Principal
Menus déroulants
Fenêtre Graphique
Menu principal
Barre de dialogue
Interface d'Hyperworks
7
Page Fonction
Geom Fonctions relatives à la géométrie
1D Fonctions relatives aux éléments 1D
2D Fonctions relatives au maillage 2D
3D Fonctions relatives au maillage 3D
Analysis Fonctions relatives à la mise en place du modèle
(conditions limites, cas de chargement…)
Tool Fonctions relatives à la gestion du modèle et à la
manipulation des entités
Post Fonctions relatives au post-traitement
HyperMesh GUI (Menu principal)
8
Affichez la barre d'outils "collectors"
Menu "View", "toolbars", "Collectors"
Interface d'Hyperworks
9
Import de la géométrie
10
Menu "File", "Import", "Geometry"
Dans l'onglet "Import",
Sélectionnez "Import geometry"
Sélectionnez le type de fichier
Cherchez le ou les fichiers dans
l'arborescence
Suppression de la liste
Import de la géométrie
Cliquez sur "Import"
11
Import IGES
-> surfaces
dans un composant
Sauvegarder le modèle : "File + save"
Import de la géométrie
12
Création d’un solide
13
Sélectionnez "Geom" dans le panneau en bas à droite
Cliquez sur "solids"
Sélectionnez "bounding surfs" , Cliquez sur "surfs"
Création d’un solide (avant V13)
14
Cliquez sur "displayed"
La pièce change de couleur
Cliquez sur "create" pour créer le solide
Cliquez sur "return"
Fenêtre de sélection d’HyperMesh
Création d’un solide (avant V13)
15
– Les solides peuvent être :
• importés de Catia, Pro/E, STEP, ACIS et parasolid
• créés à partir d’un volume fermé de surfaces
• créés directement dans le cas d’une géométrie simple
– Fonctions à utiliser :
Création d’un solide
16
Création d’un solide
• Page geom, fonction solids
17
– Création à partir de surfaces:
• Page geom, fonction solids
– Spin:
– Drag:
Création d’un solide
18
Maillage 3D
19
Sélectionnez "3D"
Cliquez sur le bouton "tetramesh"
Sélectionnez "volume tetra"
Cochez "use curvature" pour voir des options apparaître
Cliquez sur "mesh"
Remarques : changement d'ordre "element order"
Maillage 3D
20
Sélection de la pièce à mailler
Cliquez sur "solids"
Cliquez sur "displayed
La pièce change de couleur
Cliquez sur "mesh" pour mailler
Cliquez sur "return"
Maillage 3D
21
Suppression maillage
Menu "Mesh" , "Delete", "Elements
Cliquez sur "Elements"
Cliquez sur "Displayed"
Cliquez sur "Delete entity"
Maillage 3D
22
Matériau & propriétés
23
Menu "Materials", Create
ou Cliquez sur l'icône de la barre collector
Différents matériaux disponibles
avec le template Radioss Bulk
Donnez un nom
Sélectionnez le type "Isotropic" et "MAT1"
Cliquez "create"
Création matériau
24
Définition des propriétés matériaux
Menu "Materials", Sélectionnez HyperLaminate
Rentrez les valeurs
Cliquez sur "Apply"
Fermez la fenêtre
Création matériau
25
Supported Card Solver Description
MAT1 Defines the material properties for linear, temperature-independent,
isotropic materials.
MAT2 Defines the material properties for linear, temperature-independent,
anisotropic materials for two-dimensional elements.
MAT4 Defines constant thermal material properties for conductivity, heat capacity,
density, and heat generation.
MAT5 Defines the thermal material properties for anisotropic materials.
MAT8 Defines the material property for an orthotropic material for two-
dimensional elements.
MAT9 Defines the material properties for linear, temperature-independent,
anisotropic materials for solid elements.
MAT10 Defines material properties for fluid elements in coupled fluid-structural
analysis.
MATFAT Defines material properties for fatigue analysis.
MATT1 Specifies temperature-dependent material properties on MAT1 entry fields
via TABLEMi entries.
MATT2 Specifies temperature-dependent material properties on MAT2 entry fields
via TABLEMj entries.
MATT8 Specifies temperature-dependent material properties on MAT8 entry fields
via TABLEMi entries.
MATT9 Specifies temperature-dependent material properties on MAT9 entry fields
via TABLEMk entries.
26
Menu "Properties", "Create"
Ou Cliquez sur l'icône de la barre collector
Cliquez sur card image , Sélectionnez "PSOLID"
Cliquez sur "material", Sélectionnez le matériau créer, Cliquez sur "create"
Créer & assigner une propriété
27
Assignation des propriétés
Sélectionnez "assign"
Cliquez sur "elems pour Sélectionnez les éléments
Cliquez sur property pour Sélectionnez la propriété
Cliquez sur "assign
Créer & assigner une propriété
28
Supported
Card
Solver Description
PBAR Defines the properties of a simple beam (bar), which is used to create bar elements via the CBAR entry.
PBARL Defines the properties of a simple beam (bar) by cross-sectional dimensions, which is used to create bar elements via the
CBAR entry.
PBEAM Defines the properties of a beam that is used to create beam elements via the CBEAM entry.
PBEAML Defines the properties of a beam element by cross-sectional dimensions that are used to create beam elements via the
CBEAM entry.
PBUSH Defines the nominal property values for a generalized spring-and-damper structural element.
PCOMP Defines the structure and properties of an n-ply composite laminate material.
PCOMPG Defines the structure and properties of an n-ply composite laminate, allowing for global ply identification.
PCOMPP Defines the properties of a composite laminate material used in ply-based composite definition.
PCONT Defines properties of a contact interface.
PCONV Defines a free convection boundary condition properties.
PDAMP Specifies the damping of a scalar damper element using defined CDAMP1 or CDAMP3 entry.
PELAS Used to define the stiffness and stress coefficient of a scalar elastic element (spring) by means of the CELAS1 or CELAS3
entry.
PGAP Defines properties of the gap (CGAP or CGAPG) elements.
PMASS Defines the mass value of a scalar mass element (CMASS1 or CMASS3 entry).
PROD Defines the properties of a rod, which is referenced by the CROD entry.
PSHEAR Defines the properties of a shear panel.
PSHELL Defines the membrane, bending, transverse shear, and membrane-bending coupling of shell elements.
PSOLID Defines the properties of solid elements. Referenced by CHEXA, CPENTA, CPYRA and CTETRA entries.
PVISC Defines properties of a one-dimensional viscous damping element (CVISC entry).
PWELD Defines properties of connector (CWELD) elements.
HM_ELAS Defines properties for a HM_Spring element, as explained in Using HM_ELAS.
29
Conditions aux limites
&
Paramètres du modèle EF
30
Sélectionnez "Analysis"
Création du modèle de chargement
Conditions aux limites
31
conditions aux limites cinématiques
Cliquez sur le bouton "constraints"
Cliquez sur le menu déroulant pour Sélectionnez "surfs"
Conditions aux limites
32
Cliquez sur "surfs"
Cliquez "by face", Sélectionnez les surfaces
Cliquez sur "create"
Conditions aux limites
33
Mise en place des conditions aux limites pression
Cliquez sur le bouton "pressure"
Cliquez sur le menu déroulant pour sélectionner "entities".
Puis dans le menu déroulant qui apparaît, sélectionner "surfs"
Rentrer la "magnitude", Sélectionnez la direction, Cliquez sur "create"
Conditions aux limites
34
Type de pression• PLOAD: Defines a static pressure load on a triangular or
quadrilateral element..
• PLOAD1: Defines concentrated, uniformly distributed, or linearlydistributed applied loads to the CBAR or CBEAM elements at user-chosen points along the axis.
• PLOAD2: Defines a uniform static pressure load applied to two-dimensional elements. Only QUAD4 or TRIA3 elements may havea pressure load applied to them via this entry.
• PLOAD4: Defines a load on a face of a HEXA, PENTA, TETRA,PYRA, TRIA3, or QUAD4 element.
Conditions aux limites
35
Type de contrainte
• SPC: Defines sets of single-point constraints and enforceddisplacements.
• SPCD: Defines an enforced displacement value for static analysis,which is requested as a LOAD.
• SUPPORT: Defines determinate reaction degrees of freedom in afree body.
•
•
• etc.
Conditions aux limites
36
Imposer les conditions aux limites sur le maillage
Cliquez sur "load on geom"
Cliquez sur "loadcols"
Conditions aux limites
37
Sélectionnez le loadcollector créé automatiquement par le logiciel
"auto1"
Cliquez sur select
Cliquez sur "map loads"
Conditions aux limites
38
Les conditions aux limites
sont imposées sur les
entités de maillage
(nœuds et éléments)
39
Création du cas de chargement
Cliquez sur "loadsteps"
Donnez un nom, Sélectionnez le type "linear static"
Conditions aux limites + type d’analyse
40
Sélectionnez les conditions aux limites à prendre en compte
Sélectionnez SPC
Cliquez sur le signe "="
Cliquez sur le "collector" "auto1"
Conditions aux limites + type d’analyse
41
Idem pour le chargements
Cliquez sur "create", puis "return"
Conditions aux limites + type d’analyse
42
L'arbre comprend
Un component,
Un loadcollector
Un material
Un property
Un loadstep
Cliquez sur l'onglet "Model"
Regardez l'arbre de construction du modèle
Conditions aux limites + type d’analyse
43
Par défauts uniquement les déplacements et les contraintes
Ajout des déformations, Cliquez sur "control cards"
Cliquez sur « NEXT"
Cliquez sur "GLOBAL_OUTPUT_REQUEST"
Sélection des Résultats
44
Descendre l'ascenseur, pour sélectionner "STRAIN" et
"STRESS"
Cliquez sur "RETURN"
Cliquez sur "RETURN"
Sélection des Résultats
45
Cliquez sur "OptiStruct"
Vous pouvez changer le nom du fichier et son emplacement
(Regardez les fichiers dans le répertoire et la taille du répertoire)
Sélectionnez "Analysis" dans "run options"
Cliquez sur " OptiStruct "
(Après le calcul regardez les fichiers dans le répertoire et la taille du
répertoire)
Calcul
46
Informations sur le calcul
47
.hm fichier hypermesh
.fem fichier de données pour OptiStruct ou Radioss
.h3d fichier résultats pour Hyperview
.out fichier texte informations sur le calcul (erreur(s), avertissement(s))
.stat fichier sur le déroulement du calcul (temps passé dans les
différentes sous-routines)
.res fichier binaire contient des résultats
Fichiers générés
48
Cliquez sur Hyperview d’HyperWorks
Post traitement
Ou sur Results ou View de la fenêtre HyperWorks Solver View
49
HYPERVIEW
Logiciel post-traitement
50
Barre d’outil
Fenêtre graphique
Fenêtre d’animation
Fenêtre Vidéo
Barre pages et fenêtres
Contrôle des vuesZone des panneaux
Barre de statut
Barre de menu
Description générale
Fenêtre vidéo
Explorateurs
51
Le lien pour la lecture des fichiers résultats est automatique.
Cliquez sur "Apply"
Chargement des fichiers du
modèle et des résults
52
Visualisation de la géométrie
Suivant les résultats que l'on visualise, on va préférer un maillage sous forme
filaire "Wireframes Elements" (pour les vecteurs)
Ou sous forme solide "Shaded elements"
Ou sous forme solide avec le maillage "Shaded Elements and Mesh Lines"
53
Dans la barre d'outil Sélectionnez "contour"
Sélection des champs dans "Result type"
Sélection de la composante du champ
54
Choix de la méthode de lissage
Cliquez sur le bouton "Apply
Pour visualiser le maillage, Sélectionnez
"Entity Attributes"
55
Visualisation de la déformée
Sélectionnez "Deformed"
Changer la valeur du coefficient d'amplification "Value", Cliquez sur "Apply"
56
Visualisation d'un vecteur
Sélectionnez "Vector"
On sélectionne ensuite le vecteur
et les composantes qui sont visualisées
57
Visualisation d'un tenseur
Sélectionnez "Tensor"
On sélectionne ensuite le tenseur
et les composantes qui sont visualisées sous forme de vecteur
58
HYPERWORKS
Changement d'ordre des éléments
Cas de chargement : loadcollector
Eléments rigides
59
Eléments : changement d'ordre
Dans le menu "3D",
cliquer sur le bouton "order change"
Dans le cas où vous vouliez changer d'ordre les
éléments d'un maillage.
60
Sélectionner "change to 2nd"
Sélectionner tous les éléments
Cliquer sur "change order"
Eléments : changement d'ordre
61
Création de loadcollectorDans cet exemple, le loadcollector a été créé automatiquement.
Il peut-être intéressant de créer plusieurs loacollector.
Soit pour séparer les conditions aux limites cinématiques et celles en effort.
Soit pour créer plusieurs cas de charges pour une même pièce.
Pour créer un loadcollector, cliquer sur "Load Collectors"
Sélectionner "create", donner un nom
Pour des conditions aux limites classiques sélectionner "no card image"
Cliquer sur "create"
62
Quand les loadcollectors sont créés
Rendre courant celui qui vous intéresse
Dans l'arborescence du modèle clic droit sur le
nom puis "Make current"
Faire ensuite les conditions aux limites comme
précédemment.
Création de loadcollector
63
Attention dans un loadstep, on ne peut choisir qu'un loadcollector
pour la cinématique à indiquer dans "SPC" et un autre pour les efforts à
indiquer dans "LOAD"
Création de loadcollector
64
Définir des éléments rigides
RBE3 defines the motion of a reference (slave) node as the weighted average of
the motions of sets of master nodes.
RBE2 defines a rigid body whose independent degrees of freedom are specified at
a single master node and whose dependent degrees of freedom are specified at an
arbitrary number of slave nodes.
RBE3 is a Interpolation Constraint Element. It distributes applied loads and mass.
RBE2 is a Rigid Body Element.
RBE3 transfers forces and moments.
RBE2 transfers only displacements.
RBE2 introduces infinite stiffness
65
Définir des éléments rigides
Exemple : application d'un déplacement vertical, à gauche les éléments sont des
RBE2 et à droite ceux sont des RBE3.
Visualisation des contraintes, les éléments RBE2 ont rendu la structure infiniment
rigide.
https://www.sestructures.com/foundations/17-public-site/foundations/foundations-
finite-element/38-foundations-rbe2-vs-rbe3
66
Choisissez 1D Cliquez sur rbe3
Définir automatiquement le point élément rigide RBE3
Cliquez sur « calculate node »
Cliquez sur «node» Cliquez sur «by geoms»
Cliquez sur «by geoms» pour sélectionner les surfaces Puis cliquez sur «add to selection»
Définir des éléments rigides RBE3
67
Puis cliquez sur «create» pour lier toutes les degrés de liberté au point élément rigide
Définir des éléments rigides RBE3
68
Le point de l’élément rigide a été bien crée automatiquement au centre de cylindre
Dans ce cas, on peut appliquer des conditions aux limites 1D au lieu 3D
Définir des éléments rigides RBE3
69
Choisissez 1D Cliquez sur rbe3
Cliquez «node »
Cliquez sur «node» Cliquez sur «by geoms»
Cliquez sur «by geoms» pour sélectionner les surfaces Puis cliquez sur «add to selection»
Définir un point élément rigide dans un point donné
Définir des éléments rigides RBE3
70
Créer un point géométrique
Rentrer les coordonnées du point
Puis cliquez sur « create »
Définir des éléments rigides RBE3
71
Le point géométrique a été bien crée, voire la figure suivante
Après, choisissez « node » au lieu « calculate node» pour sélectionner le nœud que on vient de créer
Définir des éléments rigides RBE3
72
Définir des éléments rigides RBE3
73
Définir des éléments rigides RBE2
Cliquer sur "rigids"
Définir le nœud indépendant après l'avoir créer manuellement et sélectionner les nœuds dépendants