Aplicații FEM - Vibrații Locale și Generale ale Navei

Secţiunea 2. Vibraţii locale. Aplicaţii prin calcul FEM

2.1. Scurtă prezentare a programului FEM COSMOS/M şi a comenzilor folosite

Programul COSMOS/M posedă un generator de modele FEM care integrează modelatorul

geometric şi modelatorul de încărcări şi condiţii de frontieră, sub denumirea GEOSTAR.

Toate comenzile GEOSTAR au, ca şi comenzile AutoCAD, Microstation, etc. echivalente

scrise care pot fi incluse în fişiere text de comenzi, create din exteriorul programului şi care

pot fi doar încărcate şi executate. Crearea fişierelor de comenzi se poate face folosind diferite

editoare de text sau programe mai complexe capabile să exporte fişiere text.

Avantajul folosirii acestor fişiere de comenzi este acela că, odată create, ele pot fi încărcate

după dorinţă, eventual după ce au suferit unele modificări, evitând generarea manuală din

interiorul GEOSTAR.

Deoarece în aplicaţiile care urmează vom folosi această tehnică, nu vom descrie meniurile din

GEOSTAR ci vom descrie numai comenzile folosite şi sintaxa lor.

Acolo unde va fi cazul – pentru operaţii de creare de fişier FEM nou şi încărcarea în acesta a

unui fişier de comenzi, sau la postprocesarea datelor obţinute din rulare – vom da descrierile

strict necesare.

Elemente sintactice ale comenzilor din COSMOS/M.

Prezentăm mai jos sintaxa comenzilor folosite în lucrare. Pentru informaţii complete asupra

acestor comenzi se poate consulta facilitatea Help a programului COSMOS/M. Comenzile sunt

prezentate în ordinea folosirii lor în aplicaţie.

Generarea punctelor:

PT, indice, x, y, z

De exemplu: PT,5,1.0,2.5,3 generează punctul de indice 5 cu x=1.0, y=2.5, z=3.0

Generarea liniilor prin două puncte:

CRLINE,indice_linie,punct_1,punct_2

De exemplu: CRLINE,1,1,2 generează linia 1 pornind din punctul 1 către punctul 2.

Generarea suprafeţelor din 4 puncte:

SF4PT, indice, p1, p2, p3, p4

De exemplu: SF4PT,3,6,10,12,8 generează suprafaţa patrulateră din 4 puncte şi anume cele

de indici 6, 10, 12 şi 8 în ordinea parcurgerii ciclice a conturului.

Obs.: O suprafaţă cu numai 3 laturi se poate obţine dacă una din laturi are lungime nulă adică

punctul p4 repetă punctul p3, de exemplu SF4PT,3,6,10,12,12

Iniţierea unui grup de elemente:

Un grup de elemente este o colecţie de elemente cu aceleaşi proprietăţi.

EGROUP, indice, tip de elemente, opţiune 1, , opţiune 8

De exemplu: EGROUP,2,SHELL3T,0,0,0,0,0,0,0,0 iniţiază grupul de elemente 2 de tip

SHELL3T (membrană groasă cu 3 noduri). Toate elementele generate după această comandă

aparţin acestui grup.

Obs.: numărul şi valorile opţiunilor depind de tipul de element adoptat.

Iniţierea unui set de constante reale:

Un set de constante reale o colecţie de proprietăţi comune elementelor din set. Un set de

constante reale se aplică asupra unui grup asociat setului.

RCONST, grup de elemente asociat, numărul setului de constante reale, poziţia de start a

primei constante, număr de constante de introdus, constanta 1, , constanta n

2 Dumitru Dragomir - APLICAŢII FEM – Vibraţii locale şi generale ale navei

Obs.: o comandă RCONST poate introduce maximum 10 constante. Dacă sunt mai mult de 10 se

repetă comanda luând poziţia de start a primei constante egală cu 11 şi se defineşte numărul

restului constantelor şi constantele respective.

De exemplu: RCONST,2,2,1,1,0.007 iniţiază setul de constante de indice 2 asociat cu grupul

2 de elemente finite, începând cu constanta 1, setul conţinând o singură constantă, şi anume

grosimea elementelor egală cu 7 mm (dimensiunile din aplicaţie sunt în metri).

Sau:

RCONST,1,1,1,10,0.00196,3.068E-07,3.0679E-07 iniţiază setul de constante de indice 1

asociat cu grupul 1 de elemente finite, începând cu constanta 1, setul conţinând trei constante,

şi anume: aria transversală a barei în m2, momentele de inerţie Iy şi Iz în m4.

Ştergerea unui şir de seturi de constante reale

RCDEL, set_iniţial, set_final, increment

De exemplu: RCDEL,1,5000,1 şterge toate seturile de constante reale din proiect (5000 este

numărul maxim de seturi posibile).

Ştergerea unui set de grupuri de elemente

EGDEL, grup_iniţial, grup_final, increment

De exemplu: EGDEL,1,5000,1 şterge toate grupurile de elemente din proiect (5000 este

numărul maxim de grupuri posibile).

Ştergerea unui set de elemente

EDELETE, grup_iniţial, grup_final, increment

De exemplu: EDELETE,1,250000,1 şterge toate elementele, 250000 fiind numărul maxim de

elemente din proiect (depinzând de versiunea GEOSTAR).

Ştergerea unui set de curbe

CRDEL, curbă_iniţială, curbă_finală, increment

De exemplu: CRDEL,1,24000,1 şterge toate curbele din proiect, 24000 fiind numărul maxim

de curbe din proiect (depinzând de versiunea GEOSTAR).

Ştergerea unui set de puncte

PTDEL, punct_iniţial, punct_final, increment

De exemplu: PTDEL,1,24000,1 şterge toate punctele din proiect, 24000 fiind numărul maxim

de puncte din proiect (depinzând de versiunea GEOSTAR).

Discretizarea automată (Automeshing):

Discretizarea este divizarea entităţilor geometrice (în particular suprafeţe) în elemente finite.

Această operaţie poate fi făcută automat de către COSMOS/M, dar corectitudinea rezultatului

depinde de cîteva condiţii dintre care cea mai importantă este folosirea aceleiaşi mărimi de

element şi a aceleiaşi proceduri de discretizare.

Laborator FEM pentru vibratii de elemente structurale navale