HUMUSOFT s.r.o. FEMLAB simulace v technické praxi Karel Bittner HUMUSFT s.r.o.

HUMUSOFT s.r.o. 2 Definice úlohy: trubka výměníku odolává velkému rozdílu teplottrubka výměníku odolává velkému rozdílu teplot uvnitř a na vnějším plášti (tepelné zatížení) uvnitř a na vnějším plášti (tepelné zatížení) vedení tepla zhoršuje trhlina ve spoji a vytváří vnitřní pnutí v materiálu - šíření trhlinyvedení tepla zhoršuje trhlina ve spoji a vytváří vnitřní pnutí v materiálu - šíření trhliny Napětí v trubce výměníku tepla Trhlina Trubka 1 Trubka 2 Tout Tin

HUMUSOFT s.r.o. 3 Předpoklady pro výpočet : Oddělené povrchy trhlin - 1. řádek (kolmá síla = 0)Oddělené povrchy trhlin - 1. řádek (kolmá síla = 0) Dotýkající se povrchy trhlin - 2.řádek (kolmá síla směřuje dovnitř)Dotýkající se povrchy trhlin - 2.řádek (kolmá síla směřuje dovnitř) Při simulaci jsou povrchy trhlin oddělené (první podmínka)Při simulaci jsou povrchy trhlin oddělené (první podmínka) soustava kolmých sil je 0 a tedy výpočet posunutí (deformace) Osově symetrický případOsově symetrický případ Tepelné a elastické vlastnosti obou trubek jsou stejnéTepelné a elastické vlastnosti obou trubek jsou stejné

HUMUSOFT s.r.o. 4 Definice multifyzikální úlohy rovinná deformace (Plane Strain)rovinná deformace (Plane Strain) prostup tepla (Heat Transfer)prostup tepla (Heat Transfer)

HUMUSOFT s.r.o. 5 Definice geometrie - grafický editor :

HUMUSOFT s.r.o. 6 Zadání proměnných:

HUMUSOFT s.r.o. 7 Okrajové podmínky - Heat Transfer

HUMUSOFT s.r.o. 8 Okrajové podmínky - Plane Strain

HUMUSOFT s.r.o. 9 Definice módů v subdoménách - PDE pro Plane Strain

HUMUSOFT s.r.o. 10 Definice módů v subdoménách - PDE pro Heat Transfer

HUMUSOFT s.r.o. 11 Inicializace sítě, nastavení řešiče

HUMUSOFT s.r.o. 12 Výsledek řešení barevná škála - hlavní zatížení podle von Misesbarevná škála - hlavní zatížení podle von Mises

HUMUSOFT s.r.o. 13 Výsledek řešení deformace tvaru- nastavení v post procesorudeformace tvaru - nastavení v post procesoru

HUMUSOFT s.r.o. 14 Zadání a řešení úlohy z příkazového řádku ML stejný postupjako přes GUIstejný postup jako přes GUI syntaxe podle fem strukturysyntaxe podle fem struktury 1. Krok - příprava struktury a definice struktur prodva módy 1. Krok - příprava struktury a definice struktur pro dva módy clear fem a1 a2 clear fem a1 a2 2. Krok - definice proměnných fem.variables={'k_S' 82 'C_S' 449 'rho_S' fem.variables={'k_S' 82 'C_S' 449 'rho_S' 'E_S' 21e10 'nu_S' 0.3 'al_S' 17.3e-6... 'E_S' 21e10 'nu_S' 0.3 'al_S' 17.3e-6... 'Tout' 100 'Tin' 0}; 'Tout' 100 'Tin' 0};

HUMUSOFT s.r.o Krok - vytvoření geometrie c1=circ2(0,0,0.01); c1=circ2(0,0,0.01); c2=circ2(0, ,0.0075); c2=circ2(0, ,0.0075); c3=circ2(0,0,0.008); c3=circ2(0,0,0.008); c4=circ2(0,0,0.006); c4=circ2(0,0,0.006); r1=rect2(0,0.01,-0.01,0.01); r1=rect2(0,0.01,-0.01,0.01); fem.geom=(((c1-(c2-c3))+c3)-c4)-r1; fem.geom=(((c1-(c2-c3))+c3)-c4)-r1; fem.geom=geomdel(fem.geom); fem.geom=geomdel(fem.geom); 4. Krok - inicializace sítě fem.mesh=meshinit(fem); fem.mesh=meshinit(fem);

HUMUSOFT s.r.o Krok - specifikace módu pro přestup tepla a1.mode=flpdeht2d; a1.mode=flpdeht2d; a1.shape=2; a1.shape=2; 6.Krok - specifikace okrajových podmínek pro přestup tepla a1.bnd.T={{} 'Tout' 'Tin'}; a1.bnd.T={{} 'Tout' 'Tin'}; a1.bnd.type={'q0' 'T' 'T'}; a1.bnd.type={'q0' 'T' 'T'}; a1.bnd.ind=[ ]; a1.bnd.ind=[ ]; 7. Krok - specifikace PDE koeficientů a1.equ.rho='rho_S'; a1.equ.rho='rho_S'; a1.equ.C='C_S'; a1.equ.C='C_S'; a1.equ.k='k_S'; a1.equ.k='k_S'; a1.equ.Q=0; a1.equ.Q=0;

HUMUSOFT s.r.o Krok - nastavení počáteční teploty a1.equ.init='Tout'; 9. Krok - nastavení druhého aplikačního módu (plane strain) a2.mode=flpdepn; a2.shape=2; a2.shape=2; 10. Krok - specifikace PDE koeficientů a2.equ.E='E_S'; a2.equ.E='E_S'; a2.equ.nu='nu_S'; a2.equ.nu='nu_S'; a2.equ.rho='rho_S'; a2.equ.rho='rho_S';

HUMUSOFT s.r.o Krok - vytvoření FEM struktury obecného tvaru fem.appl={a1 a2}; fem=multiphysics(fem); fem=multiphysics(fem); 12. Krok - uchycení bodu 0,-0,01 fem.pnt.ind={4}; fem.pnt.ind={4}; fem.pnt.constr={'v'}; fem.pnt.constr={'v'}; 13. Krok - modifikace koeficientu α fem.equ.al{1}{2,1}={'-E_S/(1-2*nu_S)*al_S','0'}; fem.equ.al{1}{2,1}={'-E_S/(1-2*nu_S)*al_S','0'}; fem.equ.al{1}{3,1}={'0','-E_S/(1-2*nu_S)*al_S'}; fem.equ.al{1}{3,1}={'0','-E_S/(1-2*nu_S)*al_S'};

HUMUSOFT s.r.o Krok - řešení úlohy 14. Krok - řešení úlohy fem=adaption(fem,'maxt',1000,'report','on',... 'eefun','fleeceng'); 'eefun','fleeceng'); 15. Krok - vykreslení napjatosti von Mises postplot(fem,'tridata','mises','tribar','on',... 'deformdata',{'u','v'},... 'deformdata',{'u','v'},... 'axisequal','on','cont','on','geom','on'); 'axisequal','on','cont','on','geom','on');

HUMUSOFT s.r.o. 20 Konec prezentace