Prototyp modulu korotační formulace pro numerickou knihovnu ESPRESO

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61989100%3A27740%2F23%3A10251839" target="_blank" >RIV/61989100:27740/23:10251839 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Prototyp modulu korotační formulace pro numerickou knihovnu ESPRESO

Popis výsledku v původním jazyce

Byl implementován a testován modul korotační formulace, který lze použít pro statické i transientní dynamické analýzy pružných těles pomocí metody konečných prvků. Korotační formulace představuje efektivní pseudolineární řešení geometricky nelineárních úloh typu velké posuvy a rotace, ale malé deformace. Tyto úlohy se standardně řeší univerzálním nelineárním algoritmem, což je zbytečně výpočetně náročné. Na testovacích příkladech bylo numericky ověřeno, že oba algoritmy dávají prakticky stejné výsledky uzlových posuvů elementů (tj. konečných prvků), ale korotační algoritmus konverguje rychleji. Modul korotační formulace je klíčovou součástí algoritmu korotační formulace. Modul slouží pro sestavení tečné matice tuhosti a vektoru vnitřních sil elementu, které jsou potřeba pro iterační řešení posuvů, např. metodou Newton-Raphson. Modul je implementován pro šestistěnné objemové elementy (hexaedry) s lineárními tvarovými funkcemi. Nicméně modul lze snadno přizpůsobit pro další objemové elementy s lineárními tvarovými funkcemi, např. tetraedry. Předpokládá se lineárně elastický materiálový model.

Název v anglickém jazyce

Co-rotational formulation module prototype for numerical library ESPRESO

Popis výsledku anglicky

A co-rotational formulation module was implemented and tested. It can be used for static and transient dynamic analyses of elastic solids using the finite element method. The co-rotational formulation enables an efficient pseudo-linear solution to geometrically nonlinear problems with large translations and rotations but small strains. Usually, these problems are solved by a universal nonlinear algorithm, which is unnecessarily computationally expensive. It has been verified numerically on test examples that both algorithms give practically the same results for nodal element displacements, but the co-rotational algorithm converges faster. The co-rotational formulation module is a key component of the co-rotational formulation algorithm. The module computes the tangent stiffness matrix and the internal force vector of the element, which are needed for the iterative solution of displacements, e.g., by the Newton-Raphson method. The module is implemented for a hexahedron finite element with linear shape functions. However, the module can be easily adapted for other solid elements with linear shape functions, e.g. tetrahedrons. A linear elastic material model is assumed.

Druh

R - Software

CEP obor

—

OECD FORD obor

20302 - Applied mechanics

Projekt

<a href="/cs/project/EF19_073%2F0016945" target="_blank" >EF19_073/0016945: Doktorská grantová soutěž VŠB - TU Ostrava</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)<br>S - Specificky vyzkum na vysokych skolach

Rok uplatnění

2023

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Interní identifikační kód produktu

009/03-03-2023_SW

Technické parametry

Modul pro sestavení tečné matice tuhosti a vektoru vnitřních sil elementu obsahuje popis jednotlivých funkcí a jejich vstupů, výstupů a dílčích částí.

Ekonomické parametry

Efektivnější algoritmus nabízí potenciální zkrácení výpočetního času a tím zlevnění procesu návrhu strojních součástí.

IČO vlastníka výsledku

61989100

Název vlastníka

VŠB - Technical University of Ostrava