Mesh e simulazione fem con Hypermesh

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#1
ciao a tutti!

mi sto occupando, come tesi per la laurea triennale, di progettare e poi far realizzare da un'azienda esterna una ruota a tre razze da 20 pollici per una bicicletta.

il cerchio sarò costituito da un guscio esterno in materiale composito (spessore circa 1mm, fibra di carbonio) all'interno del quale verrà posta una schiuma reticolante (all'interno del cerchio e nelle razze fino al mozzo), al fine di alleggerire la struttura.

ho realizzato il cerchio con Solidworks 2009 e poi l'ho importato con Hypermesh 10.0 (come file .iges).

essendo la mia conoscenza di hypermesh molto scarsa ho cercato di affidarmi alle guide in linea ma non sono andato molto lontano.

qualcuno potrebbe aiutarmi dandomi le linee guida che devo seguire, magari esplicitandomi i comandi da usare?

in pratica devo:
creare una mesh esterna che rimandi al materiale composito
creare una mesh interna che abbia le caratteristiche della schiuma
impostare carichi, vincoli, sistema di riferimento e proprietà dei materiali
effettuare la simulazione ad elementi finiti in caso statico e dinamico

grazie dell'attenzione!
Matteo:smile:
 

Onda

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#2
Se hai modellato il cerchio in solidworks, devi mantenere solo la superficie esterna e esportarla come iges. Io ti consiglio di dividere il cerchio in due metà simmetriche (sul piano longitudinale) e di meshare a shell solo una metà. poi specchi la metà meshata e estrudi gli elementi shell dalla metà iniziale a quella specchiata.
A questo punto alle shell (con la normale rivolta verso l'interno) dai le proprietà del composito, ai solidi estrusi interni dai la proprietà della schiuma. Ovviamente solidi e shell devono avere nodi coincidenti. In questo modo lo spessore della shell e i solidi sono sovrapposti, e rispetto alla realtà stai considerando uno spessore di schiuma superiore. E' una approssimazione assolutamente accettabile.
Una volta fatta la mesh poi ti preoccupi di definire materiali, proprietà , carichi, vincoli, ecc.
 
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#3
innanzitutto grazie della risposta!
a grandi linee ho capito cosa devo fare ma il mio problema è che, essendo completamente nuovo all'uso del programma, avrei bisogno di essere guidato passo passo nelle operazioni che hai descritto, se tu fossi disponibile.

per il momento posso dirti che ho importato le superfici, ho eseguito una mesh 3d volume tetra per la parte dove è racchiusa la schiuma, poi ho eseguito una mesh 2d delle superfici (per delimitare la zona della schiuma da quella del composito) e poi ho eseguito una CFD mesh per meshare la parte compresa tra la schiuma e la superficie esterna del cerchio.

non so se sia la procedura corretta, ma è l'unico modo in cui sono riuscito ad ottenere due mesh solide.

potrei contattarti in pvt magari tramite msn? altrimenti, se hai tempo, potresti essere più esplicito nelle operazioni che devo eseguire?

fai conto di parlare ad una pagina quasi completamente bianca.

grazie ancora
 

Onda

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#4
Non ho mica capito tutto!?!.
A che serve la cfd mesh? Se vuoi utilizzare i compositi devi meshare a Quad non a tria. per cui prima fai la mesh della shell esterna e poi devi fare uno sweep dall'esterno verso l'interno. perchè non posti l'iges così ci diamo un'occhiata?
 
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#5
ecco, come ti dicevo, non sapendo usare molto il programma ho provato un po ad utilizzare "a sentimento" i comandi della mesh per cercare di ottenere qualcosa che mi sembrasse sensato.

ho compattato l'iges e l'ho messo su rapidshare perchè nn so come si postino i file sul forum...

qui trovi l'iges:

http://rapidshare.com/files/343452729/Cerchio_20_pollici.rar.html

qui, invece, c'è quello che sono riuscito a fare in hypermesh:

http://rapidshare.com/files/343456141/Prova_cerchio.hm.html

grazie per la pazienza...
 

Onda

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#6
Guarda che puoi postare i file anche qui, come zip. rapidshare è veramente scomodo. . ti fa attendere una vita se non paghi l'obolo!
 
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#7
ecco ho trovato come si fa...scusa ma sono nuovo nel forum e non sapevo come allegare i file nella discussione...

ho allegato solo il file iges compresso in un rar.
grazie!
 

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#8
Ho postato un'immagine per meglio capire.
Tu hai due superfici, una interna e una esterna. la cavità tra le superfici non è a spessore costante.
Dove si trova la schiuma? come pensi di gestire le variazioni di spessore?
Nella zona 3 del mio schizzo cosa è presente?
 

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#9
dunque:

nella cavità interna (la 2) ci sarà tutta la schiuma e tale cavità è presente anche all'interno delle razze fino alla zona del mozzo.

in quella che hai evidenziato come cavità 3, invece, ci sarà il materiale composito a spessore variabile (dalla schiuma alla superficie esterna del pezzo per capirci).

per quanto riguarda le variazioni di spessore pensavo che hypermesh, al momento della creazione della mesh della cavità 3, fosse in grado di riconoscerle autonomamente.

quindi dovrò avere due mesh: quella della cavità 2 associata al materiale schiuma e quella nella cavità 3 associata al materiale composito.
 

Onda

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#10
Se decidi di fare la mesh sulla superficie intermedia che devi estrarre con HM allora lui ti gestisce le variazioni di spessore.
Dubito però che si riesca ad ottenere qualcosa di buono in questo modo.
Io lavorerei sulla shell esterna, buttando completamente la shell interna, lo spessore è definito dalla proprietà della shell stessa.
Devi modificare la geometria in modo da avere una superficie per shell, e non la superficie interna ed esterna.
significa che nella zona del dente che tiene il copertone devi buttare la parte che torna indietro con i suoi raggi di raccordo.
ti posto un'immagine per farti capire.
 

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#11
Io lavorerei sulla shell esterna, buttando completamente la shell interna, lo spessore è definito dalla proprietà della shell stessa.
Devi modificare la geometria in modo da avere una superficie per shell, e non la superficie interna ed esterna.
significa che nella zona del dente che tiene il copertone devi buttare la parte che torna indietro con i suoi raggi di raccordo.
ti posto un'immagine per farti capire.
in questo modo non si verrebbe a creare una sola mesh? come faccio a quel punto a diversificare tra la mesh della schiuma e quella del composito?

sarebbe possibile invece trattare le due cavità come due solidi e mesharli in modo opportuno? ossia creare un solido in cui è solo contenuta la schiuma e un altro solido che partendo dalla superficie esterna arriva fino alla schiuma.
 

Onda

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#12
Da quello che ho capito la struttura primaria è in composito, la devi giocoforza simulare con una shell.
L'interno con la schiuma lo fai con dei solidi.
Dai un'occhiata a come ho modificato le superfici.
In questo modo puoi fare la mesh della parte interna con i solidi e del contorno con shell. per le due alette fai semplicemente una mesh a shell.
Inoltre diventa facile provare differenti laminati, in quanto gli spessori li immetti tu da tastiera.
 

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#13
Forse non sono stato chiaro su una cosa:
i compositi si modellano a elementi shell. la schiuma la modelli con i solidi.
sulla superficie esterna i solidi e le shell condividono tutti gli stessi nodi. in altre parole i solidi sono ricoperti (skinned) con le shell.
in questo modo hai una zona di sovrapposizione tra lo spessore virtuale delle shell (stai lavorando sulla superficie esterna) e il reale spessore dei solidi. essendo però il modulo elastico della schiuma molto basso rispetto a quello del composito, questa sovrapposizione non introduce praticamente nessun errore al calcolo.
 
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#14
scusa la mia ignoranza:
come software di disegno uso solidworks 2009.
per modificare la geometria della parte ad uncino, se modifico lo schizzo di partenza (da cui poi ho effettuato una rivoluzione) eliminando la parte di raccordatura dove rientra l'uncino, solidworks mi dice che lo schizzo è aperto e non mi fa estrudere tale geometria.

devo effettuare la modifica con hm? e in questo caso come dovrei fare?
 

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#15
Puoi creare una nuova parte in SW dove inserisci la tua parte vecchia. copi tutte le superfici che ti servono, poi elimini il corpo e ti rimangono le superfici linkate al corpo non più presente nella nuova parte. Sulle superfici con SW puoi lavorare.
Non è facilissimo ma fattibile.
Altrimenti lo puoi fare in HM, dove si lavora molto bene con le superfici. E' un po ostico all'inizio ma poi molto pratico.
Io personalmente queste modifiche le faccio in Rhinoceros, lo trovo il migliore in quanto facilità a lavorare con le superfici. ma è solo questione di abitudine.
Ti ho allegato il tuo cerchio diviso in 3. basta ruotarlo di 120 e 240° e ritrovi il cerchio. io preferisco fare la mesh su un terzo e poi ruotarla. occorre solo avere l'accortenza di mettere nello stesso posto i nodi di inizio e fine.
 

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#16
ho aperto il file che mi hai mandato: ora dovrei aggiungere con solidworks le superfici relative alla parte di cerchio esterna dove si trova l'uncino?

ti dico sinceramente che con la mia conoscenza studentesca di solidworks non penso di essere in grado di fare una cosa del genere.

purtroppo per il momento il relatore che mi segue per la tesi è impegnato, mi ha un po abbandonato a me stesso e mi sono trovato di fronte ad un programma da imparare da zero (hypermesh).

tu avresti mica tempo di seguirmi nel processo di creazione del pezzo come dicevi tu (ossia senza la parte di raccordatura dell'uncino che rientra) e della successiva mesh?

so che ti sto chiedendo troppo, ma non so dove sbattere la testa e la laurea si sta avvicinando minacciosa.
 

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#18
Ti ho postato la geometria, come io la mesherei.
ho dovuto modificare il mozzo. il modo è discutibile perché ho tolto il tuo raccordo. del resto non mi sembrava proprio costruibile. non ho capito nella realtà come le pelli sul raccordo si sarebbero agganciate al mozzo.
comunque la puoi usare come base per incominciare a fare analisi.
in HM, puoi meshare solo il terzo e poi ruotare la mesh. oppure ruotare la geometria e poi meshare tutto assieme.
tieni presente che se fai la prima opzione (più da ingegnere) devi assicurarti che la mesh sulle due superfici estreme (poi da buttare) sia identica. Le superfici servono a chiudere il solido per meshare con tetra.
quindi devi:
fare la mesh della prima superficie "tappo"
copiarla in un'altra comp
ruotarla di 120 gradi
associare i nodi alla seconda superficie
fare la mesh a shell di tutto il contorno facendo attenzione a mettere gli elementi in comp differenti a funzione del loro spessore.
creare una nuova comp e fare la mesh a tetra usando come base gli elementi quad/tria.
meshare le due alette e il mozzo, in comp separate.
poi copiare le comp, una ad una in una nuova comp e ruotarle di 120° e poi 240°.
poi devi fare una equivalenza dei nodi.
dare le proprietà alle shell ricordandoti di dare l'offset corretto.
dare proprietà ai solidi
ecc..
 

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#20
devi andare alla modalità avanzata della risposta e da li puoi allegare i file