Compack - Cimne

Compack

Página 1 Developed by Compass, Ing. y Sist.http://www.compassis.com

1 Compack

Compack es un software de análisis por elementos finitos que permite la simulación de materiales compuestos.

COMPACK utiliza GiD para generar el archivo origen de simulación por elementos finitos y posteriormente permite ejecutar el cálculo. Una vez finalizado COMPACK se puede utilizar GiD para analizar los resultados obtenidos en la simulación.

El presente manual se divide en dos secciones principales, que corresponden a los 2 pasos reales que el usuario ha de seguir para realizar una simulación numérica.

Preprocess -pag. 1-CalculationPostProcess -pag. 76-

COMPACK se comunica mediante dos tipos diferentes de códigos (FE): Femcom y PLCd. Femcom es un código FE explícito desarrollado por CIMNE-QUANTECH y PLCd és un código FE implícito desarrollado por CIMNE-RMEE.

Por otro lado las diferencias lógicas que aparecen en la definición del modelo se ecuentran cuando se define un problema explícito o implícito, teniendo diferentes códigos FE se añaden mas diferencias en el fichero de datos de entrada. Sin embargo se tiene que considerar conveniente dividir cada sección del manual en dos, describiendo independientemente el procedimiento que se ha de seguir para definir el preproceso, cálculo y postproceso para el solver explícito e implícito.

1.1 Preprocess

La figura siguiente muestra una representación esquemática de los pasos principales que se han de seguir para definir una simulación numérica con COMPACK.

Preprocess


Los distintos pasos mostrados en la figura anterior, estan marcados con dos colores distintos. Los elementos en azul son específicos de COPMPACK y difieren si el problema se soluciona mediante el solver implícito o explícito. Por otro lado, los elementos amarillos (Geometry definition y Mesh definition) son comunes para ambos solvers y se definen usando las capacidades y aplicaciones de GiD. Este manual no describirá como definir la geometría y la malla del problema. Para una descripción detallada de como realizar estas operaciones, se debe consultar el manual de GiD.

La selección del solver y la definición de la características del problema se realizan con las opciones que estan disponibles en: Menu/Workshop o con los iconos recuadrados en rojo en la siguiente figura. Tanto el menú Workshop como los iconos variarán según se utilice el solver implícito o explícito. Por ello, la primera opción a definir es el solver con el que se va a realizar la simulación.

Preprocess


Solver selection:

Por defecto, COMPACK arranca considerando que la simulación se realizará mediante el solver explícito. El usuario puede cambiar el solver a través de la barra de menú: Menu/Workshop/General Model Data... o pulsandoo el icono: En ambos casos

aparecerá la siguiente ventana, en la que es posible seleccionar el solver que serà utilizado para llevar a cabo la simulación.

La estrategia de resolución puede ser Explícita o Implícita.

Preprocess


Al seleccionar el tipo de solver explícito, el menú Workshop se divide en la siguientes secciones. Se puede acceder a ellas usando la barra de menú Workshop o pulsando los iconos que se encuentran en la izquierda:

General Model Data -pag. 4- (icono del panel izquierdo: )

Material Definition -pag. 5- (icono del panel izquierdo: )

Layup Definition -pag. 13- (icono del panel izquierdo: )

Part Definition -pag. 15- (icono del panel izquierdo: )

Stage Definition -pag. 24- (icono del panel izquierdo: )

Group Definition -pag. 21- (icono del panel izquierdo: )

Curve Definition -pag. 51- (icono del panel izquierdo: )

Special node set Definition -pag. 53- (icono del panel izquierdo: )

Special element set Definition -pag. 56- (icon in left panel: )

Triangle element Orientation -pag. 60- (icono del panel izquierdo: )

1.1.1 General Model Data

La ventana General model properties permite seleccionar los parámetros generales de la simulación:

Solution strategy:

General Model Data


Tipo de solver, implicito o explicito.

Use Euler angles:

Activar o desactivar si se deben calcular los ángulos de Euler para las rotaciones. Se debe activar si hay elementos de lámina en la simulación.

Model geometry:

Dado que GiD no trabaja con unidades en el modelo geométrico, se debe indicar las unidades en las que está dibujada la geometría.

Gravity properties:

En esta sección se introduce la información de la gravedad que, en el caso de activar esta propiedad, se aplica sobre el modelo. Ver apartado Loads Gravitational -pag. 43- para activar la fuerza gravitatoria sobre el modelo.

Gravity constant [m/s^2]: Valor de la constante gravitatoria.Direction: Dirección de aplicación de la gravedad.

1.1.2 Material Definition

La primera vez que el usuario entra en la ventana de definición de materiales aparece la siguiente ventana:

El lado derecho de la ventana mostrará las propiedades del material que hay que definir. El lado izquierdo muestra la lista de materiales definidos.

Material Definition


Create a new material:

Para crear un nuevo material el usuario debe pulsar el icono:

Aparece la ventana Create a new material:

Material identifier: Nombre del material.Material model: El solver explícito permite definir distintos tipos de material. Éstos son:

Rigid Material -pag. 6-: Material rígido, no deformable.Elastic Material -pag. 7-: Material lineal elástico.Damage Material -pag. 9-: Material con modelo de daño.Elasto-Plastic -pag. 13-: Material con modelo de deformación plástica.UD Composite -pag. 10-: Material compuesto con refuerzo unidireccional.Spot-Rivet -pag. 11-: Material para elementos de unión.

Modify the name of an existing material ( ): Permite modificar el identificador del

material seleccionado

Copy an existing material ( ): Permite copiar el material seleccionado

Delete a material ( ): Elimina el material seleccionado

1.1.2.1 Rigid Material

Es indeformable, luego el único parámetro necesario es su densidad.

La definición del material se realiza a través de la siguiente ventana:

General:

Rigid Material


Density [kg/m^3]: Densidad del material.

1.1.2.2 Elastic Material

El material elástico implementa un modelo elástico para materiales isótropos y ortótropos.

La definición del material se realiza a través de las siguientes pestañas:

General:

Permite informar:

Elastic Material


Density [kg/m^3]: Densidad del material.

En la pestaña Elastic se definen los parámetros eslásticos del material:

Elastic:

La opción Material model permite escoger entre dos tipos de material:

Isotropic -pag. 8-.

1.1.2.2.1 Isotropic

Isotropic:

Y los parámetros del material elástico en la pestaña:

Tal como se observa, la ventana superior permite informar:

Young's Modulus [MPa]: Módulo Elástico (de Young).Poisson's ratio: Coeficiente de Poisson.

1.1.2.2.2 Orthotropic

Orthotropic:

Dentro de esta ventana se puede cambiar el tipo de material entre Isotropic y Orthotropic en la casilla Material type:

Orthotropic


En este caso se puede informar el Módulo Elástico, el Coeficiente de Poisson y el Módulo de Cizallamiento, en los tres ejes. Los ejes en los que se aplican estas propiedades son los ejes que están definidos en cada elemento, ya sean por defecto o definidos localmente. Para ver la definición de los ejes por defecto y la información de como informar los ejes locales en el elemento ver apartado Element Orientations -pag. 59-.

1.1.2.3 Damage Material

El material Damage es un material con modelo de daño. Se trata de un material elástico que se deforma hasta alcanzar su tensión máxima. Una vez alcanzada la misma el material se daña y, por tanto, pierde rigidez.

Elastic:

Las propiedades generales y elásticas que hay que definir son las mismas que con el material Elastic:

Elastic Material -pag. 7-

Damage:

Dentro de esta pestaña se informan las propiedades que afectan al daño del material:

Damage Material



Softening type: Es la capacidad de reblandecimiento del material cuando este alcanza su tensión máxima (se puede escoger entre lineal y exponencial).Tensile strength [MPa]: Resistencia a tracción del material.Compressive strength [MPa]: Resistencia a compresión del material.Residual friction strength [MPa]: Resistencia residual del material, aunque esté completamente dañado.Initial softening slope [MPa]: Pendiente incial de la degradación del material.Fracture energy [MJ/m^2]: Energia de fractura del material.Charasteristic length [m]: Longitud característica para el cálculo de la degradación del material. Valor por defecto, dejar en 0.0

1.1.2.4 UD Composite

El material UD-Composite es aquel formado por una matriz y un refuerzo tipo fibra. El material fibra unicamente refuerza el compuesto en una dirección, ver Element Orientations -pag. 59-para informar correctamente la dirección del refuerzo de la fibra. La ventana para informar este tipo de material es la siguiente:

UD-composite:

UD Composite



Matrix identifier: Permite seleccionar un material previamente creado del tipo elastic o damage.Fibre identifier: Permite añadir un material tipo fibra previamente creado del tipo elastic o damage.Fibre vol. fraction: Tanto por ciento en volumen de fibra respecto del volumen total del material compuesto.

Para utilizar este tipo de material compuesto, se deberá definir un laminado, en el que se definiran las orientaciones de fibra de cada capa, ver Layup Definition -pag. 13-.

1.1.2.5 Spot-Rivet

El material Spot-Rivet se utiliza para elementos especiales tipo Spot y Rivet descritos en el apartado Special element set Definition -pag. 56-. Estos elementos son elementos lineales y estan pensados para poder discretizar remaches, tornillos, muelles, amortiguadores y otros elementos de unión.

Spot-Rivet


Las propiedades que hay que definir dependen de si se va a usar como Spot o como Rivet.

Rivet:

Elasticity (Elasticidad)

Density [kg/m^3]: Densidad del material.Young Modulus [MPa]: Módulo de elasticidad del material.Poisson ratio: Coefciciente de Poisson del material.Shear modulus [MPa]: Módulo de elasticidad a cortante del material.Bulk Modulus: Módulo de compresibilidad del material (usualmente denotado por K en la bibliografia).

Spot:

En el caso en que las propiedades no sean constantes, se puede marcar el tick Use curve para activar el menú Curve Id. para poder seleccionar la curva caraterística que define la relación de cada parámetro, previamente creada en Curve Definition -pag. 51-.

Stiffness (Rigidez)

Axial [N/m]: Rigidez axial.Rotational [N·m/rad]: Rigidez a torsión.

En caso de querer definir una rigidez variable, hay que definir una curva en el Curve Definition -pag. 51-, teniendo en cuenta que el eje de ordenadas será el valor de la rigidez y el eje de abcisas el tiempo referente a la simulación.

Damping (Amortiguamiento)

Spot-Rivet


Axial [N·s/m]: Amortiguamiento axial.Rotational [N·s]: Amortiguamiento a torsión.

En caso de querer definir un damping variable, hay que definir una curva en el Curve Definition -pag. 51-, teniendo en cuenta que el eje de ordenadas será el valor de Damping y el eje de abcisas la velocidad relativa entre los nodos del Spot.

Mass (Masa)

Axial [kg]: Massa inercial en la dirección axial.Rotational [kg]: Massa inercial en roatción.

En caso de querer definir un damping variable, hay que definir una curva en el Curve Definition -pag. 51-, teniendo en cuenta que el eje de ordenadas será el valor de la masa y el eje de abcisas el tiempo referente a la simulación.

1.1.2.6 Elasto-Plastic

No disponible

1.1.3 Layup Definition

Permite informar las distintas capas que forman el laminado en un material compuesto:

Layup Definition


El lado derecho de la ventana mostrará las propiedades del laminado una vez introducido. El lado izquierdo muestra la lista de laminados creados hasta el momento.

Create a new layup:

Para crear un nuevo laminado seleccionar el icono .

La ventana permite informar unicamente el identificador del laminado.

Define layup properties:

Permite definir las propiedades del laminado:

Layup Definition


Permite informar:

UD-Material id: Permite el seleccionar el material tipo UD Composite -pag. 10- creado previamente.Thickness [mm]: Espesor de la lámina en cuestión.Angle [º]: Permite informar el ángulo que forman las fibras del laminado respecto al eje X' local del elemento (ver Element Orientations -pag. 59-)

Modify a layup ( ): Permite modificar el identificador del laminado.

Copy a layup ( ): Permite copiar un laminado previamente creado.

Delete selected layup ( ): Elimina el laminado seleccionado de la lista.

1.1.4 Part Definition

Las partes podran estar presentes (o no) durante el proceso de cálculo. De este modo si se define el modelo con n partes, en el cálculo se podrán considerar todas ellas o solo parte de las mismas.

Las partes a su vez, se dividen en zonas. Las zonas sirven para definir distintos elementos y/o materiales dentro de una misma parte.

Las geometrías pertenecientes a cada una de las zonas se asignarán a partir de las layers definidas en GiD.

Permite informar las distintas partes que conforman el modelo.

Part Definition


El lado derecho de la ventana mostrará las propiedades de la parte una vez creada. El lado izquierdo muestra la lista de partes creadas hasta el momento.

Create new part:

Para crear una nueva parte seleccionar el icono:

La ventana permite informar el identificador de la parte. También permite añadir Zones a la Part así como dar nombre de cada una de ellas.

Part Definition


Define part properties:

Permite definir las propiedades de la parte:

Permite informar:

Zones: Permite informar las distintas zonas de una misma parte, a cada zona se le puede asignar un tipo de material diferente. A cada zona se le asignan las Layers de GiD que contienen los elementos que conforman dicha zona.

La zona permite definir dentro de un mismo Part de elementos Shell formadas por dos o mas materiales las secciones correspondientes a cada material. Si esta acción se realiza creando una nueva part para asignar un material diferente no se transmitirán los giros entre ellas (la unión actuará como una rótula).

Para asignar una o mas Layers a una zona se debe seleccionar la layer de la lista Available y clicar en la flecha (1). Si la operación se ha realizado correctamente se verá la Layer en la lista Assigned.

Para remover una layer previamente asignada a una zona hace falta seleccionar la Layer de la lista Assigned y clicar en la flecha (2).

Una vez creada la zona esta se puede definir como:

Non deformable (Rigid body) -pag. 18-.Deformable -pag. 20-.

Modify a part ( ): Permite modificar el identificador de la Part.

Part Definition


Copy a part ( ): Permite copiar una part previamente creada.

Delete selected part ( ): Elimina la part seleccionada de la lista.

1.1.4.1 Non deformable (Rigid body)

Escogiendo este tipo de zona se impide que esta se deforme durante la simulación.

Se deben definir dos pestañas:

General -pag. 18-: Se definen las propiedades de la malla de elementos finitos de la parte rígida.

1.1.4.1.1 General

Permite informar las propiedades generales de la zona rígida. La zona rígida se puede aplicar a elementos de lámina, elementos sólidos y a un conjunto de nodos. A diferencia de las zonas deformables, la rígidas pueden contener elementos cuadriláteros.

Para asignar una massa a la zona rígida hay que seleccionar Use mass. Se activará una nueva pestaña Mass -pag. 19-.

General


Permite informar:

Rigid body definition: Indica el tipo de elementos que componen la zona. Element type/Thickness: Indica la geometria de los elementos que conforman la malla de la zona así como el espesor en el caso de elementos tipo "Shell".

Seleccionando el tick "Use mass" se crea la siguiente pestaña (ver Mass -pag. 19-).

1.1.4.1.2 Mass

Permite informar las propiedades respecto a la masa del elemento (es necesario activar previamente el marcador Use mass de la pestaña General -pag. 18-.

Mass


Permite informar:

Use total mass: Se informa la massa total de la zona seleccionada.Use density: Permite calcular la massa con la densidad de un material previamente creado de tipo Rigid Material -pag. 6- y el Thickness informado en la pestaña General.Edit: Abre la ventana Material Definition -pag. 5-.

1.1.4.2 Deformable

Seleccionando esta propiedad se indica que se permite la deformación de la zona durante la simulación.

Permite informar:

Element -pag. 20-: Permite informar el tipo de elemento de malla que forma la zona.Material -pag. 21-: Permite seleccionar el material que se desea aplicar a la zona

1.1.4.2.1 Element

Permite informar el tipo de elemento de malla que forma la zona.

Permite informar:

Element properties:Triangle: Activar cuando los elementos de la malla sean triangulares.

Enable shear enrichment: Activar la opción para considerar las tensiones cortantes en la lámina.Use element orientation in triangle: Activa/desactiva la orientación local de los elementos triangulares (ver Triangle element Orientation -pag. 60-).

Hexahedra: Activar cuando los elementos de la malla sean hexaedros.

Element


Use reduced integration in hexahedra: Activa/desactiva la integración reducida en los hexaedros. En la integración reducida se utilizan 4 puntos de Gauss en vez de los 8 por defecto.Use element orientation in hexahedra: Activa/desactiva la orientación local de los elementos hexaedro (ver Hexahedral element Orientation -pag. 61- y Special geometries -pag. 66-).

Strain formulation: Selecciona entre la formulación de grandes o pequeñas deformaciones.Total Thickness [mm]: Solo válido para elementos de superficie y con tipo de material Standard. Permite introducir el espesor de los elementos que conforman la zona.

1.1.4.2.2 Material

Permite seleccionar el material que se desea aplicar a la zona (deformable).

Permite informar:

Standard: Permite seleccionar un material tipo Elastic Material -pag. 7-, Damage Material -pag. 9- o Layup Definition.Elasto-Plastic -pag. 13-.Edit: Abre la ventana Material Definition -pag. 5-.

Composites: Permite seleccionar un laminado previamente creado en Layup Definition -pag. 13-.Edit: Abre la ventana Layup Definition -pag. 13-.

1.1.5 Group Definition

Permite definir un conjunto de nodos/elementos/face elements para posteriormente aplicarles unas características comunes, ya sean condiciones de borde, detalles de los

Group Definition


resultados, etc.

Create a new group:

Para crear un nuevo grupo seleccionar el icono .

La ventana permite informar el identificador del grupo.

Define group properties:

Permite definir las propiedades asociadas a un grupo:

Group Definition


Permite informar:

Group type: Permite seleccionar el lugar donde estará disponible el grupo en el Stage Definition -pag. 24- (seleccionando All-purpose dicho grupo estará disponible para todos los lugares.Entity selection: Permite seleccionar si el grupo pertenece a la malla o a la geometría.Entities: Permite seleccionar el tipo de entidad que se aplica al grupo.

Geometry entity: Seleccionando Geometry en Entity selection se activará este frame donde se indicará el tipo de entidad en la que se desea aplicar la propiedad del grupo en la geometría.Mesh entity: Seleccionando Mesh en Entity selection se activará este frame donde se indicará el tipo de entidad en la que se desea aplicar la propiedad del grupo en la malla.

Si se desea que un cierto tipo de propiedad se transmita de la geometria a la malla en una entidad predeterminada se deben configurar los dos casos (Mesh entity y Geometry entity) seleccionando en cada caso la entidad deseada.

Se recomienda asignar los grupos a geometría (y no a malla) para no perder la información del grupo en caso de mallar el modelo de nuevo. Si el grupo se define en geometría cada vez que se realice una malla la información se transferirá a la misma.

Selection:Assign: Una vez definidas las propiedades del grupo descritas anteriormente se debe pulsar este comando para poder asignarlas a la geometria/malla del modelo seleccionando con el ratón las entidades que correspondan.Draw: Representa mediante colores en el modelo los distintos grupos asignados

Group Definition


hasta el momento.Nota: Al seleccionar Draw unicamente pintará en el modelo los grupos con el mismo tipo de entidad que la del grupo seleccionado en la lista de la parte izquierda de la ventana (no quiere decir que los otros grupos con entidades diferentes no esten asigandos, para visualizar otro tipo de entidad seleccionar en la lista un grupo con ese el mismo tipo de entidad y pulsar Draw nuevamente).

Delete selected layup ( ): Elimina el grupo seleccionado en la lista.

1.1.6 Stage Definition

Permite crear las distintas etapas que componen el cálculo del modelo.

Create a new stage:

Para crear una nueva etapa seleccionar el icono .

Stage Definition


Permite informar el identificador de la etapa.

Define stage properties:

Permite informar:

Parts -pag. 25-: Inclusión de las partes correspondientes a la etapa de simulación.Special Sets -pag. 27-: Inclusión de los sets especiales a la etapa de simulación. Initial Conditions -pag. 29-: Definición de las condiciones cinemáticas iniciales.Kinematic Conditions -pag. 31-: Definición de velocidades prescrita y relaciones cinemáticas entre parts, grups, etc.Concentrate Mass -pag. 38-: Definición de masas puntuales.Loads -pag. 39-: Definición de cargas.Damping -pag. 45-: Definición del amortiguamiento de las distintas Parts.Contacts -pag. 46-: Definición de contactos en el modelo.History -pag. 49-: Definición de puntos históricos para mayor detalle de los resultados en dichos puntos.Control -pag. 51-: Definición de los parámetros de la simulación (Tiempo de simulación, incrementos de tiempo, etc.).

Modify stage ( ): Permite modificar el identificador del Stage.

Delete selected stage ( ): Elimina el Stage seleccionado de la lista.

1.1.6.1 Parts

Define stages properties:

Parts


Permite incluir las distintas Parts creadas en Part Definition -pag. 15- a la etapa correspondiente.

Parts properties:

Para poder seleccionar y asignar Parts a una Stage es necesario seleccionar primeramente Activate part properties y Add parts.

Add parts:

Para asignar una o mas Parts a una Stage se debe seleccionar la Part de la lista Available parts y clicar en la flecha (1). Si la operación se ha realizado correctamente se verá la Part en la lista Selected parts.

Para remover una Part previamente asignada a una Stage hace falta seleccionar la Part de la lista Selected parts y clicar en la flecha (2).

Delete parts:

Parts


En el caso de que se hayan creado dos o mas etapas y se quieran quitar Parts de una Stage anterior se debe seleccionar la tick Delete parts:

Se activará el frame Delete parts permitiendo eliminar una part usada previamente, seleccionando la part que se desea eliminar y pulsando la flecha (3) apareciendo en la lista To delete parts.

View part definition ( ): Abre la ventana Part Definition -pag. 15-.

1.1.6.2 Special Sets

Permite incluir los distintos sets (de nodos o elementos) creados en Special node set Definition -pag. 53-/Special element set Definition -pag. 56-.

Special sets properties

Para poder seleccionar y asignar special node/element sets a una Stage es necesario seleccionar previamente Active special sets properties y Add special sets.

Add special node/element sets

Special Sets


Para asignar uno o mas special node/element sets a una Stage se debe seleccionar el special node/element set de la lista Available special node/element sets y clicar en la flecha (1). Si la operación se ha realizado correctamente se verá el special node/element set en la lista Selected special node/element sets.

Para remover un special node/element set previamente asignado a una Stage hace falta seleccionar el special node/element set de la lista Selected special node/element sets y clicar en la flecha (2).

Delete special sets

En el caso de que se hayan creado dos o mas etapas y se quieran quitar special node/element sets de una Stage anterior se debe seleccionar la tick Delete special node/element sets:

Special Sets


Se activará el frame Delete special node/element sets permitiendo eliminar un special node/element set usado previamente, seleccionando el special node/element set que se desea eliminar y pulsando la flecha (3) apareciendo en la lista To delete parts.

View special set definition ( ): Abre la ventana Special element set Definition -pag.

56-o Special node set Definition -pag. 53- segun el tipo de Special set seleccionado.

1.1.6.3 Initial Conditions

Permite definir las condiciones iniciales del modelo.

Initial Conditions


Permite informar dos tipos de condiciones iniciales:

Displacements -pag. 30-: Desplazamientos iniciales.

1.1.6.3.1 Displacements

Permite informar:

Set_Id: Identificador de la condición inicial de desplazamiento.Part_Id: "Part" a la que se desea asociar dicho desplazamiento inicial.Disp_X [m]: Componente X del desplazamiento (en metros).Disp_Y [m]: Componente Y del desplazamiento (en metros).Disp_Z [m]: Componente Z del desplazamiento (en metros).

Add a new displacement set to table ( ): Añade un nuevo desplazamiento inicial a

la lista.

Delete the last displacement set from the table ( ): Elimina el último

desplazamiento inicial de la lista.

Delete the selected displacement set ( ): Elimina el desplazamiento inicial

seleccionado de la lista.

Delete all displacements sets ( ): Elimina todos los desplazamientos iniciales de la

lista.

1.1.6.3.2 Velocities

Se pueden agregar condiciones de velocidad seleccionando la tick Velocities

Velocities


Permite informar:

Set_Id: Identificador de la condición inicial de velocidad.Part_Id: Part a la que se desea asociar dicha velocidad inicial.T. Vx [m/s]: Componente X de la velocidad (en metros/segundo).T. Vy [m/s]: Componente Y de la velocidad (en metros/segundo).T. Vz [m/s]: Componente Z de la velocidad (en metros/segundo).

Add new velocities set to table ( ): Añade una nueva velocidad incial a la lista.

Delete the last velocities set from the table ( ): Elimina la última velocidad inicial

introducida en la lista.

Delete the selected boundary condition set ( ): Elimina la velocidad incial

seleccionada de la lista.

Delete all velocities sets ( ): Elimina todas las velocidades iniciales de la lista.

1.1.6.4 Kinematic Conditions

Permite establecer las condiciones cinemáticas conocidas del modelo.

Permite informar (según la pestaña escogida):

Boundary conditions -pag. 32-: Permite imponer las condiciones de contorno, para desplazamientos y rotaciones nulas.

Kinematic Conditions


Prescribed velocities -pag. 33-: Permite imponer velocidades a grupos, parts o set de nodos.Linear Link -pag. 34-: Permite realizar vínculos cinemáticos entre distintos grupos, parts o set de nodos, en algún grado de libertad.Solid-Shell link -pag. 35-: Permite transferir momentos y fuerzas de un sólido a una lámina.Rigid Link -pag. 37-: Vincula todos los grdos de libertad entre grupos, parts o set de nodos.

1.1.6.4.1 Boundary conditions

Permite informar las condiciones de contorno (restricciones cinemáticas) asociadas al modelo.

Boundary conditions


Permite informar:

Set_Id: Identificador de la condición inicial de desplazamiento.Nodes (group/part/special node set Id): Group, Part o special node set a la que se desean aplicar dichas condiciones.X-Trans: Restricción del movimiento en X.Y-Trans: Restricción del movimiento en Y.Z-Trans: Restricción del movimiento en Z.X-Rot: Restricción de la rotación respecto al eje X.Y-Rot: Restricción de la rotación respecto al eje Y.Z-Rot: Restricción de la rotación respecto al eje Z.

Para restringir la rotación en las láminas no se puede realizar mediante la interface ver.

Add a new boundary condition set to table ( ): Añade una nueva condición de

contorno a la lista.

Delete the last boundary condition set from the table ( ): Elimina la última

condición de controno introducida en la lista.

Delete the selected boundary condition set ( ): Elimina la condición de contorno


Delete all boundary conditions sets ( ): Elimina todas las condiciones de contorno

introducidas hasta el momento.

1.1.6.4.2 Prescribed velocities

Prescribed velocities


Permite informar las velocidades impuestas del modelo.

Permite informar:

Set_Id: Identificador de la función velocidad.Part/Group/Special node set id: Group, Part o special node set a la que se desea aplicar dicha función.Curve Id: Curva que define la función velocidad (ver Curve Definition -pag. 51-).Factor: Factor por el que se debe multiplicar el valor de la curva.Vdf1 [m/s]: Velocidad en el eje global X.Vdf2 [m/s]: Velocidad en el eje global Y.Vdf3 [m/s]: Velocidad en el eje global Z.

Add a new prescribed velocities set to table ( ): Añadir una nueva velocidad a la

lista.

Delete the last prescribed velocities set from the table ( ): Eliminar la última

velocidad añadida de la lista.

Delete the selected prescribed velocities set ( ): Elimina la velocidad


Delete all prescribed velocities sets ( ): Elimina todas las velocidades de la lista.

1.1.6.4.3 Linear Link

Linear Link


El Linear Link es una opción que permite vincular los desplazamientos en un determinado grado de libertad de un grupo de nodos maestros con otro grado de libertad del grupo de nodos esclavos. De esta forma los nodos esclavos se mueven de la misma forma que los maestros. También se puede utilizar para transferir cargas de unos nodos a otros.

Permite informar:

Set_Id: Nombre de la condición.Slaves nodes (group/part/special node set Id): Identificador de los nodos escalvos.Slave d.o.f: Grado de libertad de los nodos esclavos que se vincula.Master node (Group/Special node set Id): Identificador de los nodos maestros.Master d.o.f: Grado de libertad de los nodos maestros que se vincula.Factor: Relación entre el valor del desplazamiento de los nodos maestros y los esclavos.

Add a new linear link set to table ( ): Añadir un nuevo vínculo lineal a la lista.

Delete the last linear link set from the table ( ): Elimina el último vínculo lineal de

la lista.

Delete the selected linear link set ( ): Elimina el vínculo lineal seleccionado de la

lista.

Delete all linear link sets ( ): Elimina todos los vínculos lineales de la lista.

1.1.6.4.4 Solid-Shell link

El Solid-Shell link es un condición cinemática que permite unir láminas con sólidos, de tal forma que hay una continuidad entre el sólido y la lámina de los momentos flectores. De

Solid-Shell link


esta forma se puede consguir simular una pieza grande, con láminas, para ahorrar tiempo de cálculo, pero a la vez pudiendo poner elementos de sólido en la zona de interés, obteniendo mejor definición de esta parte del modelo.

Para realizar esta unión hay que tener en cuenta que en la zona de unión entre el sólido y la lámina, no se considerará la variación de espesor, ni la curvatura del sólido en la cara que se une con la lámina.

Permite informar:

Set_Id: Nombre de la condición.Slaves node (group Id): Identificador de los nodos esclavos (pertenecientes a la lámina).Master 1 nodes (Group Id): Identificador de los nodos maestros 1 (pertenecientes al sólido).Master 2 nodes (Group Id): Identificador de los nodos maestros 2 (pertenecientes al sólido).

En la siguiente figura se muestra un esquema de los grupos que hay que crear:

Solid-Shell link


Add a new solid-shell link set to table ( ): Añade un nuevo vínculo sólido a la

lista.

Delete the last solid-shell link set from the table ( ): Elimina el último vínculo

sólido añadido a la lista.

Delete the selected solid-shell link set ( ): Elimina el vínculo sólido seleccionado

de la lista.

Delete all solid-shell link sets ( ): Elimina todos los vínculos sólidos de la lista.

1.1.6.4.5 Rigid Link

El Rigid Link es una opción que permite vincular cinemáticamente dos grupos (maestros y escalvos) de nodos en todos los grados de libertad.

Rigid Link


Permite informar:

Set_Id: nombre de la condición.Slaves nodes (group/part/special node set id.): Identificador de los nodos esclavos.Master node (group/special node set id.): Identificador de los nodos maestros.

Add a new rigid link set to table ( ): Añade un nuevo vínculo rígido a la lista.

Delete the last rigid link set from the table ( ): Elimina el último vínculo rígido

añadido a la lista.

Delete the selected rigid link set ( ): Selecciona el vínculo rígido seleccionado de la

lista.

Delete all rigid link sets ( ): Elimina todos los vínculos rígidos de la lista.

1.1.6.5 Concentrate Mass

Concentrate Mass


1.1.6.6 Loads

Permite definir las cargas que se aplican al modelo.

Loads properties:

Para poder agregar loads es necesario en primer lugar seleccionar Activated load properties y Add loads.

Add loads:

Loads


Permite informar:

Set Id: Identificador de la carga.Curve Id: Identificador de la curva (función) de la carga (ver Curve Definition -pag. 51-).Factor: Factor por el que se multiplican los valores de la curva.Load Type:

Concentrated -pag. 42-Follower -pag. 44-Gravitational -pag. 43-

Title: Comentario sobre la carga, nota del usuario, no se usa para el cálculo.

Create a new load

1. Seleccionar

2. Definir la carga

Loads


Load identifier: Nombre asociado a la cargaCurve identifier: Identificador de la curva (función) de la carga (ver Curve Definition -pag. 51-).Scale factor: Factor por el que se multiplican los valores de la curva.Title: Comentario sobre la carga, nota del usuario, no se usa para el cálculo.Load type: permite escoger entre los distintos tipos de carga (Concentrated -pag. 42-, Follower -pag. 44- o Gravitational -pag. 43-)Load type parameters: permite definir las propiedades de la carga (depende del Load type escogido).

Delete loads:

En el caso que el modelo tenga dos o mas stages esta opción permite seleccionar que cargas del anterior stage se desean eliminar.

Loads


Modify the properties an existing load set ( ): Permite modificar la carga

seleccionada

Delete selected load set ( ): Permite eliminar la carga seleccionada

Delete all load sets ( ): Elimina todos las cargas de la lista.

1.1.6.6.1 Concentrated

Permite definir una carga puntual sobre geometría/malla (puntos/nodos).

Para poder establecer una carga de este tipo es necesario, en el menú Edit/modify load set properties, seleccionar en el apartado Load type: Concentrated. (Para mas información sobre como crear una carga consultar Loads -pag. 39-)

Concentrated


Load type parameters (Concentrated load properties):

Base entity identifier: Permite establecer a que punto(s)/nodo(s) se desea aplicar dicha carga. Es necesario, por tanto, haber creado un "group" previamente (ver Group Definition -pag. 21-).Fx[N]: componente de la carga contenida sobre el eje "x" (el signo establece el sentido de la carga).Fy[N]: componente de la carga contenida sobre el eje "y" (el signo establece el sentido de la carga).Fz[N]: componente de la carga contenida sobre el eje "z" (el signo establece el sentido de la carga).Mx[N·m]: Momento en torno al eje "x" (el signo establece el sentido del mismo).My[N·m]: Momento en torno al eje "y" (el signo establece el sentido del mismo).Mz[N·m]: Momento en torno al eje "z" (el signo establece el sentido del mismo).

Ejemplo: Se ha establecido una carga de 100 N en el sentido "y" negativo (respecto a los ejes globales del modelo) sobre el (los) punto(s) contenidos en el "Group1".

1.1.6.6.2 Gravitational

Permite definir cargas gravitacionales (pesos).

Para poder establecer una carga de este tipo es necesario en el menú Edit/modify load set properties seleccionar en el apartado Load type: Gravitational.

El valor de la gravedad y la dirección (en coordenadas globales) se define en la ventana General Model Data -pag. 4-.

Gravitational


En este menú hay que informar: el identificador de curva que afectará al valor de la gravedad durante la simulación y el factor de escala.

Load identifier: Identificador de la carga.Curve identifier: Title: Comentario sobre la carga, nota del usuario, no se usa para el cálculo.

Load type parameters:

None (no es posible establecer ninguna propiedad para este tipo de carga).

1.1.6.6.3 Follower

Permite establecer cargas del tipo Follower. Estas cargas son presiones sobre superficies del modelo. La carga pemanecerá perpendicular a la superfície del modelo durante toda la simulación.

Para poder establecer una carga de este tipo es necesario en el menú Edit/modify load set properties seleccionar en el apartado Load type: Follower. (Para mas información sobre como crear una carga consultar Loads -pag. 39-).

Follower


Load type parameters (Follower load properties):

Base entity identifier: Permite establecer a que superficie(s)/elementos(s) se desea aplicar dicha presión. Es necesario, por tanto, haber creado previamente un group que contenga superficies (ver Group Definition -pag. 21-).Pressure[N/m^2]: Permite informar el valor de presión asociado a la superficie contenida en el Base entity identifier. El signo de la misma establece si dicha presión actua en el sentido positivo o negativo respecto la normal de la superficie (ejes locales).

1.1.6.7 Damping

Permite establecer las propiedades de amortiguación asociadas a las Parts o grupo de nodos del modelo.

La amortiguación definida es numérica. Ésta permite suavizar la respuesta de la estructura frente a las cargas aplicadas.

Damping properties:

Para poder añadir propiedades de vibración al modelo es necesario seleccionar Activate damping properties.

Damping sets definition:

Damping


Permite informar:

Set Id: Identificador de las propiedades de damping.Part/special node set Id: Part o special node set al que se desean aplicar dichas propiedades de damping.Frequency[s]: Periodo de oscilación asociado a la Part o special node set seleccionado, en segundos, es periodo, no frecuencia.Amplitude [%]: Valor, en porcentaje de la amplitud residual, de una oscilación a la siguiente.

Add a new damping set to table ( ): Añade un nuevo amortiguamiento a la lista.

Delete the last damping set from the table ( ): Elimina el último amortiguamiento

añadido a la lista.

Delete the selected damping set ( ): Elimina el amortiguamiento seleccionado de la

lista.

Delete all damping sets ( ): Elimina todos los parámetros de amortiguamiento de la

lista.

1.1.6.8 Contacts

En esta ventana se pueden definir contactos entre pares de superficies. No hace falta que sean elementos de superficie, sirve cualquier par de superficies definidos en geometria.

Contacts


Previamente a definir los pares de contacto hay que activar las propiedades de contacto pulsando Activated contact properties y marcar el tick de Add contact pairs.

Una vez realizado lo anterior se activaran los botones de la parte inferior de la ventana. Para añadir un contacto pulsar en . Aparecerá la siguiente ventana, en la que se

deben definir las propiedades del contacto.

Edit/modify contact properties:

Contacts


Contact pair.

Contact identifier: Identificador del contacto.Selected surface 1 (Slave): Identificador del grupo que contiene la superficie 1, previamente creado en Group Definition -pag. 21-.Selected surface 2 (Master): Identificador del grupo que contiene la superficie 2, previamente creado en Group Definition -pag. 21-.

Parameters.

Static friction: Coeficiente de fricción estático de Coulomb.Dynamic friction: Coeficiente de fricción dinámico de Coulomb.Surface 1 level: Cota en la que se computa el contacto de la superficie 1. CENTER: Plano medio de la superficie. TOP: Exterior de la superficie en el sentido de la normal. BOTTOM: Exterior de la superficie en el sentido contrario de la normal.Surface 2 level: Cota en la que se computa el contacto de la superficie 2. CENTER: Plano medio de la superficie. TOP: Exterior de la superficie en el sentido de la normal. BOTTOM: Exterior de la superficie en el sentido contrario de la normal.

TOP y BOTTOM sólo se emplean para geometrías deformables discretizadas con elementos shell. Si se emplean elementos sólidos o rígidos, debe emplearse CENTER (opción por defecto). Se pueden definir criterios distintos en cada superficie siguiendo los criterios ya esmentados.

Advanced properties:

Normal penalty: Factor de penalización o rigidez en la dirección normal a emplear en el algoritmo de contacto para impedir la penetración entre las superficies de contacto. Debe ser calibrado en base a la experiencia de usuario. Si este factor es muy bajo, el contacto no funciona correctamente y las superficies se terminan interprenetrando. Si este factor es muy alto, las superficies podrían rechazarse fuertemente al entrar en contacto. Como valor inicial se podría empezar con 0.01 [N/m]Tangencial penalty: Es el factor equivalente al Normal penalty, pero en dirección tangencial. Permite calibrar el contacto por fricción.Contact initial time: Tiempo en el que se activan las propiedades de contacto.Contact final time: Tiempo en el que se deja de computar el contacto.Cut off: Distáncia máxima de penetración en la que se puede seguir computando el contacto.Frequency: Frecuencia en la que se ejecuta la rutina de evaluación de contacto.Contact indicator: Puede valer 0, 1 ó 2. Indica el tipo de contacto y cómo se distribuirán las fuerzas de contacto. Usar 0 si ambas superficies tienen masa asociada. Usar 1, si el master es un rígido sin masa. Usar 2 si el esclavo es un rígido sin masa.

El resto de iconos de la ventana Add contacts pairs se describen a continuación:

Contacts


Add all contact surface by default values ( ): Añade pares de contacto con los

valores predeterminados.

Modify the properties an existing contact pair ( ): Abre la ventana Edit/modify

contact properties de un contacto ya creado.

Quick modify some properties of all existing contact pair ( ): Modifica

propiedades de todos los contactos ya creados mediante la siguiente ventana. Marcando los ticks correspondientes a la propiedad que tiene al lado se selecciona si se quiere modificar o no. Después se introduce el nuevo valor a aplicar a todos los grupos y pulsando Apply se guardan los cambios.

Delete the selected contact pair ( ): Elimina el contacto seleccionado.

Delete all contact surfaces ( ): Elimina todos los pares de contacto creados.

1.1.6.9 History

Permite informar los históricos (puntos de los que se desea una información más detallada).

Hystory properties:

Para poder añadir históricos es necesario seleccionar Activate history properties.

Historical output nodes set definition:

History


Permite informar:

Set id: Identificador de los históricos.Nodes (part/group"special node set id): Permite seleccionar el (los) punto(s) asociado a históricos (por tanto es necesario primeramente crear una Part Definition -pag. 15-, Group Definition -pag. 21- o Special node set Definition -pag. 53-)Displacements: Marcar si se desean conocer los desplazamiento de dicho(s) punto(s).Velocities: Marcar si se desean conocer las velocidades de dicho(s) punto(s).Accelerations: Marcar si se desean conocer las aceleraciones de dicho(s) punto(s).Contact forces: Marcar si se desean conocer las fuerzas de contacto de dicho(s) punto(s).Internal forces: Marcar si se desean conocer las fuerzas internas de dicho(s) punto(s).Plastic strains: Marcar si se desean conocer los esfuerzos plásticos de dicho(s) punto(s).

Add a new historical output nodes set to table ( ): Añade un nuevo histórico a la

tabla.

Delete the last historical output nodes set from the table ( ): Elimina el último

histórico introduicido en la tabla.

Delete the selected historical output nodes set ( ): Elimina el histórico

seleccionado.

Delete all historical output nodes sets ( ): Elimina todos los históricos

introducidos hasta el momento en la tabla.

Control


1.1.6.10 Control

Permite informar los parámetros de la etapa que se ha definido.

Time control:

Stage duration [s]: Duración de la etapa. Comprobar que las curvas definidas en Curve Definition -pag. 51- estan definidas para un tiempo mayor o igual que el del final de la etapa.User defined time step length: Incremento de tiempo forzado por el usuario, en [s]. Si se deja en 0.0 el programa lo calcula de forma automática.Critical time step factor: Factor que multiplica al incremento de tiempo calculado en forma automática. Nomalmente inferior a 0.8.Mass scale factor: Factor que afecta a la densidad del modelo.Number of time steps: Numero de incrementos de tiempo hasta recalcular el incremento de tiempo.

Output control:

Number of snapshots: Número de imágenes que se guardarán en el post-proceso.Output frequency for time history: Intervalo de tiempo entre puntos de la salida del History -pag. 49-, en segundos.

1.1.7 Curve Definition

Permite crear funciones (en forma de curvas) que posteriormente se implementarán a distintos parámetros del modelo (por ejemplo a las cargas).

Curve Definition


Create a new curve:

Para crear una nueva curva seleccionar el icono .

La ventana permite informar unicamente el identificador de la curva.

Define curve properties:

Permite definir los puntos a partir de los cuales se definirá la curva.

Curve Definition


Permite informar:

Points: Identificador del punto (no es posible modificar este valor ya que el programa identifica los puntos según el orden en que se informan).Time: Permite informar el tiempo en segundos (eje x en el gráfico) que corresponde al punto en cuestión.F(t): Permite informar el valor (eje y en el gráfico) correspondiente al punto.

Add a new line to the table ( ): Permite introducir un nuevo punto a la curva.

Delete the last line from the table ( ): Elimina el último punto introducido de la

curva

Erase a line from the table ( ): Elimina el punto seleccionado de la curva.

Delete all element from the table ( ): Elimina todos los puntos introducidos hasta

el momento.

Modify a curve identifier ( ): Permite modificar el identificador de la curva.

Delete selected curves ( ): Elimina la curva seleccionada.

1.1.8 Special node set Definition

Special node set Definition


Los special nodes se utilizan para agregar nodos a la simulación que no están contenidos en ningún Part. Para la definición de Rivets por ejemplo, o de nodos maestros para realizar vinculaciones cinemáticas con otros grupos o Parts.

Create a new node set.

En la ventana Define special nodes sets properties, se pueden crear distintos sets de nodos seleccionando el icono .

Permite informar el identificador del node set. Después de introducir el nombre del set de nodos se debe pulsar Add y aparece la siguiente ventana en la que se tiene que definir:

Reference Id: Número identificador del set, se define automáticamente.Group Id: Grupo al que pertenecen los nodos, si están en la malla (opcional).Use virtual node: Marcar esta opción si el nodo no existe en la malla (opcional).

En caso de usar la opción Use virtual node se deben definir:

Special node set Definition


X-Coord: Coordenada X del nodo.Y-Coord: Coordenada Y del nodo.X-Coord: Coordenada Z del nodo.

El resto de botones se detallan a continuación:

Add a new node identifier to the table ( ): Añade sets de nodos a la lista.

Delete the last node identifier from the table ( ): Elimina el último set de nodos

de la lista.

Delete the selected node identifiers ( ): Elimina el set de nodos seleccionado.

Delete all node identifiers ( ): Elimina todos los sets de nodos.

Modify the special node set identifier ( ): Permite modificar el identificador del

special node set.

Copy the special node set identifier ( ): Copia el set de nodos seleccionado.

Delete selected special node set ( ): Elimina el special node set seleccionado.

Special element set Definition


1.1.9 Special element set Definition

Los elementos especiales, tipo Spot y Rivet, se utilizan para poder discretizar uniones remachadas, atornilladas y otros tipos de uniones puntuales. Haciendo click en el icono de añadir de la Define special elements sets properties:

Create a element set.

Para crear un nuevo element set seleccionar el icono .

Permite informar el identificador del element set.

Al hacer click en Add, en la ventana Define special elements sets properties aparece la opción de seleccionar entre dos tipos de elementos. Por defecto apararece la opción Spot:

Spot -pag. 57-: Elemento de unión entre dos nodos.Rivet -pag. 58-: Elemento de unión entre dos elementos de lámina no coplanarios.

Special element set Definition


Modify the special element set identifier ( ): Modifica el identificador del special

element set seleccionado.

Copy the special element set identifier ( ): Permite copiar el identificador de un

special element set previamente creado.

Delete selected special element set ( ): Elimina el special element

set seleccionado de la lista.

1.1.9.1 Spot

Los elementos tipo Spot se pueden utilizar para crear un elemento de unión entre dos nodos con las propiedades del material tipo Spot-Rivet -pag. 11-.

Adicionalmente a la información del material ya definida y que se debe asignar en la casilla Material Id hay que assignar el par de nodos entre los que se quiere crear la unión seleccionandolos en las casillas Node 1 Id y Node 2 Id, respectivamente, definidos previamente en Group Definition -pag. 21-. Destacar que los grupos que cada grupo que contiene los nodos solo debe contener un nodo.

Los campos Area y Penalty no son necesarios para la definición de los elementos tipo Spot.

Spot


Add a new spot set identifier to the table ( ): Añadir un nuevo spot set a la

tabla.

Delete the last spot set identifier from the table ( ): Elimina el último spot

set introducido en la lista.

Delete the selected spot set identifiers ( ): Elimina los spot sets seleccionados.

Delete all spot set identifiers ( ): Elimina todos los spot sets introducidos en la

lista hasta el momento.

1.1.9.2 Rivet

Los elementos tipo Rivet se pueden utilizar para crear una unión entre dos elementos de láminas. Estan pensados para simular elementos de unión tales como remaches, tornillos, etc.

En la casilla Material Id se debe seleccionar el identificador de material de tipo Spot-Rivet previamente creado en Spot-Rivet -pag. 11-.

En la casilla Area se debe introducir el área del rivet y en la de penalty el valor de la rigidez de repulsión del contacto entre los elementos que contienen el rivet. El contacto entre las dos superfícies hay que definirlo aparte en Contacts -pag. 46-.

También hay que crear grupos para la Lower surf. Id y Upper surf. Id. en Group Definition -pag. 21- y los nodos auxiliares hay que definirlos en Special node set Definition -pag. 53-, pudiendo ser una nuve de puntos en cada set de nodos. La orientación de las superfícies y

Rivet


la posición de los nodos auxiliares deben seguir las siguientes indicaciones:

La superficie inferior debe tener su normal orientada hacia la superficie superior. Es indispensable la existencia de un gap positivo o separación entre las superficies a unir. Este gap será la longitud del remache, o elemento de unión.

La nube de puntos auxiliares indican la posición de los remaches. Debe tenerse en cuenta que la vinculación finalmente se establece entre elementos.

Add a new rivet set identifier to the table ( ): Añadir un nuevo rivet set a la

tabla.

Delete the last rivet set identifier from the table ( ): Elimina el último rivet

set introducido en la lista.

Delete the selected rivet set identifiers ( ): Elimina los rivet sets seleccionados.

Delete all rivet set identifiers ( ): Elimina todos los rivet sets introducidos en la

lista hasta el momento.

1.1.10 Element Orientations

Las orientaciones de los sistemas de referéncia locales en el elemento són especialmente importantes para la simulación de los materiales compuestos. A partir de la posición de los ejes locales se define la orientación de referéncia de los apilados de material compuesto, ver Layup Definition -pag. 13-.

Element Orientations


Orientación por defecto:

Si no se definen las orientaciones en los elementos, el programa toma los siguientes criterios, según el tipo de elemento:

TriángulosEn los elementos de làmina (triangulares), la orientación de referencia queda definida mediante la intersección del plano global XY, con el plano que forma el elemento triangular. Esta intersección es una única linea (o un conjunto de lineas paralelas, si se toman planos paralelos al XY, para que la intersección quede dentro del elemento, aunque la dirección es la misma) que se toma como la dirección de referencia en el elemento. El sentido positivo del eje X' local, se toma en el mismo sentido que el global.

Una vez definido el eje X' local, y teniendo en cuenta que el eje Z' local se toma perpendicular al plano del elemento, en el sentido positivo de la orientación de los vectores normales definidos en GiD que se puede cambiar en el preproceso, el eje Y' local es el vector que completa la base positiva junto con X' i Z' locales, por lo que quedará contenido en el plano del elemento.

HexaedrosLa orientación por defecto de los elementos hexaédricos es la misma que la orientación global.

En los apartados:

Triangle element Orientation -pag. 60-

Hexahedral element Orientation -pag. 61-

Special geometries -pag. 66-

Se definen las distintas opciones para orientar los sistemas de referencia de los elementos.

1.1.10.1 Triangle element Orientation

Permite orientar los elementos triangulares manualmente. Esta acción se realiza en la malla, por lo que si se malla de nuevo esta información se perderá.

Este método se basa en un algortimo de propagación de la orientación de referencia de un elemento a otro. Se puede aplicar a una sola superfície o a una layer de GiD. A partir de la dirección de referencia que se informa sobre un elemento, el programa propaga la misma orientación a los elementos vecinos.

En primer lugar hay que seleccionar si la propagación se debe realizar en una layer o en una superfície de GiD.

Use surface: introducir el número de superfície en Surf. num o seleccionarla mediante el botón Pick situado al lado derecho del cuadro de texto.

Triangle element Orientation


Use mesh layer: seleccionar la Layer que se quiere orientar en el desplegable Layers. Cabe destacar que si se utiliza la opción Use mesh layers, las superfícies deben estar en contacto y no tener ángulos bruscos, ya que en caso contrario podria ser motivo de fallo del algoritmo de propagación.

Procedimiento:

Una vez seleccionada la zona de propagación (ya sea una superfície o una layer) hay que escojer el elemento maestro en el apartado Base element introduciendo el número de elemento en Element id. o seleccionarlo mediante el botón Pick situado al lado derecho.

Mediante la selección del Start node y el End node se genera la dirección de referencia que se propagará. El apartado Angle rotará la referencia generada por los nodos antes de que se propaque, por si no hay nodos alineados en la dirección de referencia que se quiere fijar. Finalmente, cuando los datos estan introducidos, se puede apretar el botón Assign orientations para que el programa compute las direcciones. Una vez termine de orientar los elementos, mediante el botón Draw, se pueden dibujar (ver representadas con colores en el modelo) las direcciones resultantes sobre los elementos.

1.1.10.2 Hexahedral element Orientation

Permite orientar los ejes locales de los elementos hexaédricos. A partir de un sistema de coordenadas (el global o uno definido por el usuario) permite realizar ciertas transformaciones para extender los ejes de referencia a un conjunto de elementos.

Hexahedral element Orientation


En primer lugar hay que definir el sistema de referencia base que se va a utilizar para realizar las transformaciones. Para ello en el menú Local axes, se puede seleccionar el sistema de coordenadas global o crear otros a conveniencia del usuario. Además permite eliminar sistemas de referencia ya creados, con las opciones Delete... y Delete all..., o visualizarlos encima del modelo mediante las opciones View... y View all...

Para definir un nuevo sistema de coordenadas hay que seleccionar la opción Define... dentro de Local axes. Posteriormente aparece una ventana para introducir el nombre del sistema de coordenadas:



Una vez introducido el nombre, mediante la siguiente ventana, el programa da dos opciones distintas para crear el sistema de referencia:

La primera de ellas, 3 Points XZ, pide 3 puntos, las instrucciones para crear el sistema de coordenadas se detallan en la linea de comandos, paso a paso.

En primer lugar, hay que informar el origen del nuevo sistema de coordenadas. Se puede utilizar un punto ya existente, mediante la opción Join, introducir uno nuevo mediante el cursor (destacar que de esta forma el punto se situarà en el plano XY, en el lugar en el que se clique con el ratón) o introducir las coordenadas del punto en la linea de comandos del programa.

En segundo lugar, se pide un punto sobre el eje X' positivo. Se pueden utilizar las mismas opciones que en el párrafo anterior para introducir el punto.

Por último se pide un punto sobre el eje Z' positivo.

Si el sistema de coordenadas se ha introducido correctamente estará disponible en el menú Local axes:



La opción X and Angle, en primer lugar pide el origen del nuevo sistema de coordenadas. En segundo lugar un punto sobre el eje X' local y por último un ángulo en grados para situar el eje Y' local, haciendo una rotación mediante la regla de la mano derecha.

Una vez creado y seleccionado el sistema de referencia, se pueden definir tres tipos de transformaciones, cartesiana, cilíndrica o esférica.

Cartesiana: Esta transformación desplaza el sistema de referencia paralelamente a cada elemento.

Cilíndrica: Si se situa el eje X' local del sistema de coordenadas de referencia en la misma dirección que el eje central de un cilindro, los ejes locales que se transmiten a los elementos hexaédricos del cilindro quedan orientados de forma que el eje X' local de cada elemento es en la misma dirección que el eje del cilindro, la dirección Y' local de cada elemento es en la dirección circular y el Z' local perpendicular hacia fuera en cada elemento.

Esférica: Al situar el origen del sistema de coordenadas de referencia en el centro de una esfera de elementos hexaédricos al asignar la transformación a los elementos de la esfera, la dirección Z' local de cada elemento se orienta normal y saliente a la esfera. Las coordenadas X' local e Y' local tangentes a la superficie, formando meridianos y paralelos.



Rotaciones adicionales:

Además de las transformaciones descritas se pueden realizar unas rotaciones adicionales. Éstas se aplican después de la transformación. Las rotaciones siguen el siguiente esquema, y se realizan en el orden en que están escritas en la ventana Element directions.

Una vez seleccionado el sistema de coordenadas de referencia, el tipo de transformación e introducidos los valores de rotación de los ángulos, se puede asignar la transformación a los elementos correspondientes mediante el botón Assign. Al pulsar el botón se activa el



cursor de selección de volúmenes o elementos, según si se muestra la geometría o la malla. Destacar que las transformaciones asignadas a la malla se perderán si se vuelve a mallar, a diferencia de la asignación sobre geometría que se traspasarà a los elementos en cada mallado.

Después de seleccionar las entidades correspondientes, y en caso de haberlo hecho en geometría tener la malla generada con el botón Generate, se realizarán los cálculos de la transformaciones para cada elemento.

Si la transformación se ha asignado en geometría, este paso deberá repetirse después de mallar, pero, como ya se ha comentado, sin tener que asignar de nuevo las transformaciones, solo pulsando el botón Generate.

1.1.10.3 Special geometries

Para orientar los ejes de referencia locales en geometrias, malladas con elementos de hexaedros, del tipo:

Sphere -pag. 67- (Esfera)Cylinder -pag. 68- (Cilindro)Cone -pag. 69- (Cono)Torus -pag. 70- (Toroide)

se dispone de unos algoritmos especiales que fijan la dirección de referencia según las direcciones principales de cada geometria para facilitar la orientación de fibras del apartado Layup Definition -pag. 13-.

El procedimiento genérico para orientar los cuatro tipos de geometrias es:

Mediante la opción Use volume, seleccionar el volumen después de pulsar el botón Pick, o introduciendo el número de identificador de volumen o otra opción es asignar las orientaciones a los elementos de una layer de GiD, mediante la opción, Use mesh layers.

Llenar la información Geometry type, Start point y End point según el caso (detallado en cada caso).

Después de asignar las orientaciones locales, pulsando el botón Draw se muestran los ejes locales en cada elemento.

Special geometries


En caso de querer borrar la información de direcciones de referencia locales en un volumen o layer, marcarlo y pulsar Unassign direction.

En caso de remallar la geometria hay que volver a informar las direcciones de fibra de los volúmenes o layers orientados con esta opción, ya que la información se guarda en la malla.

1.1.10.3.1 Sphere

Para orientar los elementos locales en una esfera hay que seleccionar Sphere en la sección Geometry type. La dirección X' local de cada elemento será tangente a un meridiano de la esfera, y la dirección Y' local será tangente a los paralelos. En consecuencia el vector Z' local será perpendicular hacia fuera de la esfera en cada elemento.

Posteriormente hay que seleccionar dos nodos o puntos:

Start node: Seleccionar un punto o nodo situado en el centro de la esfera.

End node: Seleccionar un nodo situado sobre el eje del polo de la esfera. Los vectores X' local serán tangentes a los meridianos y el sentido positivo será el mismo que el vector que se define como: End node-Start node

Después de introducir los datos, y tener la malla realizada, mediante el botón Assign orientation, se calcularán los ejes locales y estos se asignarán a los elementos seleccionados.

Sphere


La imagen siguiente muestra los ejes locales de un elemento de una esfera orientada con esta metodologia.

1.1.10.3.2 Cylinder

Para orientar los elementos locales en un cilindro hay que seleccionar Cylinder en la sección Geometry type.

El eje X' local quedará orientado en la dirección del eje del cilindro, el eje Y' local en sentido circumferencial y el Z' local saliente hacia fuera. Hay que informar dos puntos

Cylinder


sobre el eje central del cilindro, el sentido del eje X' local irá del Start point al End point.

La imagen siguiente muestra los ejes locales de un elemento de un cilindro orientado con esta metodologia.

1.1.10.3.3 Cone

Para orientar los elementos locales en un cilindro hay que seleccionar Cone en la sección Geometry type y informar el ángulo que forma la generatiz del cono con el eje central, entre 0º y 90º, en la casilla Cone angle. Los ejes locales del cono quedan definidos con el eje X' local en la dirección de la generatriz, el eje Y' local en la dirección circumferencial y el Z' local normal saliente al cono.

Cone


En Start point y End point hay que definir dos puntos sobre el eje del cono, el Start point situado en una sección del cono mas grande que el End point.

La imagen siguiente muestra los ejes locales de un elemento en un cono orientado con esta metodologia.

1.1.10.3.4 Torus

Para orientar los elementos locales en un cilindro hay que seleccionar Torus en la sección Geometry type y informar el radio del toroide, definido como las distancia del centro del toroide al centro de la sección circular. El eje X' local queda definido según la trayectoria de la simetria de revolución, el eje Y' local en la dirección circumferencial y el Z' local normal

Torus


hacia fuera.

En Start point se debe marcar el centro del toroide.

En End point se debe marcar un punto sobre el eje de revolución del toroide.

La imagen siguiente muestra los ejes locales de un elemento en un toroide orientado con esta metodologia.

1.1.11 Run de Simulation

Permite lanzar la simulación del modelo.

Run de Simulation


Calculate:

Selected stages:

From Stage: Permite informar el stage inicial del cálculo.To Stage: Permite informar el stage final del cálculo (en caso de que solo exista un stage este concidirá con el inicial).

General options:

Run de Simulation


Running parameters:

Permite informar:

Backup frequency (minutes): Intervalo de tiempo en que se guardarán los archivos necesarios para restaurar el cálculo en caso de finalizar por alguna incidencia externa al programa.Memory (Mb): Memoria que reserva el programa al inicio del cálculo.Screen updating frequency (steps): Intervalo de pasos de integración en los que se muestra información del cálculo al usuario.

Una vez seleccionadas las opciones anteriores, mediante el botón Ok se inicia el cálculo. Y aparece la siguiente ventana:

Process window:

Run de Simulation


Esta ventana da las opciones de:

Output view: Abre la ventana de información del transcurso del cálculo. Ver View process info -pag. 74-.Terminate: Detiene el cálculo. Antes de parar el cálculo pide una confirmación:

1.1.12 View process info

Al hacer clic en el botón Output view, en la ventana Process window:

View process info


Aparece la ventana:

Output window:

Durante el cálculo se observa la siguiente información:

STEP: Paso de la integración.DelT: Valor del incremento de tiempo.Time: Tiempo de la simulación al que se ha llegado.CPU: Tiempo de cálculo transcurrido.CPU to end stage: Tiempo estimado para acabar el cálculo de la estapa que está siendo calculada.

PostProcess


1.2 PostProcess

El postproceso de la simulación se lleva a cabo mediante las opcines generales de GiD. Cómo realizar las representaciones gràficas sobre el modelo, los gràficos de resultados que se pueden obtener y todas las opciones de postproceso se deben consultar en el manual de GiD.

En este apartado se describirán los pasos a seguir para cargar los resultados en GiD (Loading results -pag. 76-) y la descripción de las variables disponibles en el post proceso (Availabe results -pag. 80-).

1.2.1 Loading results

Una vez realizado el cálculo del modelo se puede proceder a realizar un postprocesado del mismo.

Para iniciar el postprocesado seleccionar el icono (1) en la ventana principal de GiD (con el modelo calculado cargado).

Seguidamente seleccionar la pestaña Workshop/Load results.

Loading results


Load results

Aparecerá la siguiente ventana:

Load from

Permite obtener los datos de postproceso por dos métodos (mediante el stage o mediante un fichero de postproceso previamente generado).

Loading results


Stage

Seleccionando stage se permite cargar los resultados de un stage previamente calculado. Al seleccionar esta opción la sección Select stage se activa y permite seleccionar de que etapa del cálculo se quieren cargar los resultados.

Esta opción hay que utilizarla, almenos la primera vez que se cargan resultados de una etapa. En el caso de usar esta opción hay que llenar la sección Select results to be postprocessed en la que se indica que tipo de resultados se quieren cargar.

Seleccionando All results se cargan todos los resultados posibles, mediante la opción Select results se cargan los resultados selecionados, hay que marcar el tick de la izquierda del tipo de resultados. Por último con la opción No update se cargan los mismos resultados que se habian cargado anteriormente.

En la sección Availabe results -pag. 80- se detallan los resultados que se cargan con cada opción.

File

Seleccionando File el programa permite cargar los resultados de un archivo de postprocesado creado anteriormente. Para ello hay que seleccionar la etapa en el menú desplegable Satge files y el archivo que se quiera cargar de los que aparecen en la lista Stage files.

Loading results


ASCII results format: Genera los archivos de resultados en formato ASCII.Result at Gauss point: Por defecto los resultados se cargan sobre los nodos. En caso de que estén disponibles sobre los puntos de integración (Puntos de Gauss) marcando esta opción, también se obtendrán los resultados sobre los puntos de Gauss.

Después de seleccionar estas opciones hay que pulsar Ok. Si la operación se ha realizado correctamente aparecerá una ventana indicando que se estan cargando los resultados.

Cuando esta finalize aprecerá una ventana de Warning indicando que los resultados han sido cargados correctamente.

Loading results


1.2.2 Availabe results

Los resultados se dividen en las variables de los elementos de lámina y en los elementos hexaédricos.

Láminas -pag. 80-.

1.2.2.1 Láminas

Los resultados disponibles para elementos tipo lámina son:

Siempre se carga

Damage: Variable de daño interna del material. Valor entre 0 (No dañado) y 1 (Completamente dañado).

Average damage: Daño promedio.Layers damaged: Número de capas dañadas del apilado.Matrix damaged: Daño promedio en la matriz (considerando todas las capas).Maximum damage: Máximo valor de daño en el material más dañado del compuesto.Max Mtrx Dmg: Máximo daño en el material matriz.Disponible en: Nodos

Total Displacements

Total Disp: : Desplazamientos (translaciones) del modelo (ejes globales) [m]X|Disp: Desplazamiento en X.Y|Disp: Desplazamiento en Y.Z|Disp: Desplazamiento en Z.|Initia|: Módulo del desplazamiento.Disponible en: Nodos

Stage displacement

Stage Disp: Desplazamiento sufrido por el elemento en la etapa calculada (ejes globales) [m]

X SDisp: Desplazamiento del elemento durante la etapa calculada en la dirección X.

Láminas


Y SDisp: Desplazamiento del elemento durante la etapa calculada en la dirección Y.Z SDisp: Desplazamiento del elemento durante la etapa calculada en la dirección Z.|Stage Disp|: Módulo del desplazamiento sufrido por el elemento durante la etapa calculada.Disponible en: Nodos

Initial displacement

Initial: Desplazamiento inicial (ejes globales) [m]X SDisp: Desplazamiento del elemento durante la etapa calculada en la dirección X.Y SDisp: Desplazamiento del elemento durante la etapa calculada en la dirección Y.Z SDisp: Desplazamiento del elemento durante la etapa calculada en la dirección Z.|Initial|: Módulo del desplazamiento sufrido por el elemento durante la etapa calculada.Disponible en: Nodos

Velocities

Velocities: Muestra la velocidad del elemento (ejes globales) [m/s]X Vel: Componente X de la velocidad del elemento.Y Vel: Componente Y de la velocidad del elemento.Z Vel: Componente Z de la velocidad del elemento.|Velocities|: Módulo de la velocidad del elemento.Disponible en: Nodos

Accelerations

Accelerations: Acceleraciones nodales (ejes globales) [m/s^2]X Accl: Acceleración en el eje X.Y Accl: Acceleración en el eje Y.Z Accl: Acceleración en el eje Z.|Accelerations|: Módulo de la acceleración.Disponible en: Nodos

Curvatues

BST Curvat: Curvatura de la lámina.C11: Curvatura en la dirección 11 de los elementos.C22: Curvatura en la dirección 22 de los elementos.C33: Curvatura en la dirección 33 de los elementos.|BST Curvat|: Módulo de la curvatura.

Láminas


Disponible en: Nodos (N) y puntos Gauss (G)

Strains

BST Log St: Muestra la deformación del elemento (en metros) calculada sobre los nodos que conforman el elemento (ejes globales).

E1: Deformación del elemento en la dirección 1.E2: Deformación del elemento en la direccion 2.E3(thick): Deformación del elemento en la dirección 3.|BST Log St|: Módulo de la deformación sufrida por el elemento.Disponible en: Nodos (N) y puntos Gauss (G)

Eqv. stresses

N BST VMS 1: Tensión de Von Mises en la dirección 1 del elemento calculada en los nodos que conforman el mismo (ejes globales).Disponible en: Nodos

N BST VMS N: Tensión de Von Misses en la capa N del elemento calculada sobre los nodos que conforman el mismo.Disponible en: Nodos

V Mises Str 1: Tensión de Von Mises en la capa 1Disponible en: Puntos de Gauss

V Mises Str N: Tensión de Von Mises en la capa N Disponible en Puntos de Gauss

Forces

BST Forces: Muestra las fuerzas membranales [N/m] en el modelo sobre los nodos que conforman dichos elementos en ejes locales.

Nxx: Fuerza membranal en la dirección xx del elemento.Nyy: Fuerza membranal en la dirección yy del elemento.Nxy: Fuerza membranal en la dirección xy del elemento.|BST Forces|: Módulo de la fuerza membranal.Disponible en: Nodos (N) y puntos Gauss (G)

Moments

BST Moments: Momento de los elementos (en N·m) calculado sobre los nodos que conforman dicho elemento (ejes locales).

M xx: Momento sobre el eje x local del elemento.M yy: Momento sobre el eje y local del elemento.M xy: Momento sobre el eje xy local del elemento.|BST Moments|: Módulo del momento que actúa sobre el elemento.Disponible en: Nodos (N) y puntos Gauss (G)

Láminas


Shears

N Sh Shears: Cortantes que actuan sobre el elemento (ejes locales)Q x: Cortante que actua en la dirección x local del elemento.Q y: Cortante que actua en la dirección y local del elementoZ-N Sh Shears:|N Sh Shears|: Módulo de la cortante que actua sobre el elemento.Disponible en: Nodos

Relative thickness

N BST Th Rat: Deformación del espesor sufrida por el elemento calculada en los nodos que conforman el mismo.Disponible en: Nodos

Thick. Ratio: Deformación del espesorDisponible en: Puntos de Gauss

Plasticity

N Dam BST 1: Daño medio sufrido en la capa 1 del elemento calculado en los nodos que conforman el mismo.Disponible en: Nodos

N Dam BST N: Daño medio sufrido en la última capa del elemento y calculada en los nodos que conforman dicho elemento.Disponible en: Nodos

Av. Damage 1: Daño medio en la capa 1.Disponible en: Puntos de Gauss

Av. Damage N: Daño medio en la capa N.Disponible en: Puntos de Gauss

Stress tensors - No disponible

1.2.2.2 Hexaedros

Los resultados disponibles para elementos de tipo hexahedro son:

Siempre se carga

Damage: Variable de daño interna del material. Valor entre 0 (No dañado) y 1 (Completamente dañado).

Average damage: Daño promedio.Layers damaged: Número de capas dañadas del apilado.Matrix damaged: Daño promedio en la matriz (considerando todas las capas).Maximum damage: Máximo valor de daño en el material más dañado del compuesto.

Hexaedros


Max Mtrx Dmg: Máximo daño en el material matriz.Disponible en: Nodos

N Eq Pl St: Tensiones plásticas equivalentes.Disponible en: Nodos

Total displacements

Total Disp: Desplazamiento total (en todas las etapas) sufrido por el volumen (ejes globales) [m]

X TDisp: Desplazamiento total del volumen en la dirección X.Y TDisp: Desplazamiento total del volumen en la dirección Y.Z TDisp: Desplazamiento total del volumen en la dirección Z.|Total Disp|: Módulo del desplazamiento total sufrido por el volumen.Disponible en: Nodos

Stage displacement

Stage Disp: Desplazamiento sufrido por el elemento en la etapa calculada (ejes globales) [m]

X SDisp: Desplazamiento del elemento durante la etapa calculada en la dirección X.Y SDisp: Desplazamiento del elemento durante la etapa calculada en la dirección Y.Z SDisp: Desplazamiento del elemento durante la etapa calculada en la dirección Z.|Stage Disp|: Módulo del desplazamiento sufrido por el elemento durante la etapa calculada.Disponible en: Nodos

Initial displacement

Initial: Desplazamiento inicial (ejes globales) [m]X SDisp: Desplazamiento del elemento durante la etapa calculada en la dirección X.Y SDisp: Desplazamiento del elemento durante la etapa calculada en la dirección Y.Z SDisp: Desplazamiento del elemento durante la etapa calculada en la dirección Z.|Initial|: Módulo del desplazamiento sufrido por el elemento durante la etapa calculada.Disponible en: Nodos

Velocities

Velocities: Muestra la velocidad del elemento (ejes globales) [m/s]

Hexaedros


X Vel: Componente X de la velocidad del elemento.Y Vel: Componente Y de la velocidad del elemento.Z Vel: Componente Z de la velocidad del elemento.|Velocities|: Módulo de la velocidad del elemento.Disponible en: Nodos

Accelerations

Accelerations: Acceleraciones nodales (ejes globales) [m/s^2]X Accl: Acceleración en el eje X.Y Accl: Acceleración en el eje Y.Z Accl: Acceleración en el eje Z.|Accelerations|: Módulo de la acceleración.Disponible en: Nodos

Curvatures - No disponible

Strains

Log St: Muestra la deformación del sólido calculada en los nodos que lo conforman (ejes globales).

E1: Deformación en la dirección 1.E2: Deformación en la dirección 2.E3(thick): Deformación en la dirección 3 (dirección del espesor).|Log St|: Módulo de la deformación.Disponible en: Nodos (N) y puntos Gauss (G)

Stress tensors

Stress: Tensión aplicada sobre el volumen [Pa]S xx: Tensión en el eje XX.S yy: Tensión en el eje YY.S zz: Tensión en el eje ZZ.S xy: Tensión en el eje XY.Syz-Stress: Tensión en el eje YZ.Sxz-Stress: Tensión en el eje XZ.Si-Stress: Tensión principal i.Sii-Stress: Tensión principal ii.Siii-Stress: Tensión principal iii.Disponible en: Nodos (N) y puntos de Gauss (G)

Eqv. Stresses

N Eq VM St: Tensión promedio en el compuesto [Pa]Disponible en: Nodos

Hexaedros


V Mises Stress: Tensión promedio en el compuesto [Pa]

Forces - No disponible

Moments - No disponible

Shears - No disponible

Plasticity

N Damage: Daño promedio en el compuestoDisponible en: Nodos

Av Damage: Daño promedio en el compuestoDisponible en: Puntos de Gauss

Compack - Cimne

Documents