Introducción a PATRAN Ing. Genny Roa deVivenzio Enero 1997 Centro de Cálculo Científico...

Introducción a

PATRAN

Ing. Genny Roa deVivenzioEnero 1997

Centro de Cálculo CientíficoUniversidad de Los Andes

QUE ES PATRAN?

Es un sistema de software abierto principalmente usado para el análisis de componentes, sistemas estructurales y mecánicos.

Consta de:

Interface Gráfica con el Usuario Integración Geométrica Directa. Preferencias de Análisis Funcionalidad para Ingeniería Visualización de Los Resultados.

Proceso de Modelado con MSC/PATRAN

Construcción y/o Importación de Geometría.

Selección del Código de Análisis

Creación de un Modelo de Análisis: Malla de Elementos Finitos Propiedades del Material Propiedades de Los

Elementos Cargas y Condiciones de

Borde

Ejecución del Análisis Evaluación de Los Resultados

Paso 1 - Construcción/Importación de Geometría

Importación de un Modelo CAD vía un archivo IGES.

Construcción de un Modelo en PATRAN

Paso 2 - Preferencias de Análisis

Selección del Código de Análisis antes de definir Materiales, Propiedades de los Elementos y Condiciones de Bordes y Cargas.

Preferencias de Análisis elimina la confusión.

Paso 2: Preferencias de AnálisisNuevo Modelo

Aparece cuando se abre un modelo nuevo.

Método Alternativo para especificar preferencia.

También se puede usar para especificar la tolerancia del modelo global.

Paso 3: Creando un Modelo de AnálisisMalla de Elementos Finitos

Nodos y elementos (malla) pueden ser creados por: Isomesh

Superficies de 3 o 4 lados (se muestra en Verde.

Sólidos de 5 o 6 caras (azul). Paver

Superficies de n-lados (Magenta). Superficies de 3 ó 4 lados (Verde)

Malla Tetraédrica Automática Sólido B-rep (Blanco). Sólidos de 5 o 6 caras (Azul).

Elementos de Base Sweeeping Mesh Seeds son usadas para definir la

densidad y el espaciamiento.

Elementos CuadráticosElementos Cuadráticos

Elementos HexagonalesElementos Hexagonales

Paso 3: Creación de un Modelo de AnálisisVerificación

Se chequea la cualidad del modelo de elementos finitos

Se chequea la distorsión del elementos.

Se chequea los bordes del elementos.

Se chequea la conectividad nodal

Los elementos son codificados con color basado en el criterio del usuario.

Paso 3: Creando un Modelo de AnálisisPropiedades del Material

Las propiedades del material pueden ser introducidas manualmente.

Paso 3: Creando un Modelo de AnálisisPropiedades de Los Elementos

Tipo de Elemento y Propiedades Físicas definidas con la aplicación Properties

Una vez que el código de análisis se ha establecido solo se permiten propiedades físicas disponibles

Paso 3: Creando un Modelo de AnálisisCargas y Condiciones de Borde

Aplicadas directamente a la geometría ó modelo de elementos finitos.

Variaciones definidas por campos. Gráficos XY

usados para verificar el campo.

Base de Datos PATRAN

Modelo CAD IGES

Tradicional Pre y Post Procesador Geometría Elementos Finitos Cargas y Condiciones de Borde Propiedades de Materiales Propiedades Físicas

Información para el Análisis Subcasos Tipo de Análisis Carga - Tiempo Temperatura - Material

Resultados de AnálisisCódigo Y

Resultados de AnálisisCódigo X

Parámetros de Control de Análisis

CADEntrada de Datos

Base de Datos

MSC/PATRAN

Paso 4: Ejecutando el Análisis

Se selecciona el tipo de Solución y los parámetros

Se somete al análisis directamente desde PATRAN

Paso 5: Evaluando Resultados

Se muestran con Insight ó la aplicación Results Se filtran basados en los atributos de modelos,

valores numéricos o criterios del usuario. Diferentes resultados se muestran en forma

concurrentemente usando múltiples ventanas

Iniciando MSC/PATRAN

Se escribe p3 para llamar a PATRAN.

Opción File

New...: Crea una nueva base de datos. Open...: Abre una base de datos creada previamente. Revert : Permite la eliminación de todos los cambios hechos en el

modelado actual. Session : Ejecuta los comandos PATRAN de un archivo. Close... : Cierra la base de datos actual pero mantiene a PATRAN

activo. Quit : Cierra la base de datos actual y termina a PATRAN. Save... : Guarda la base de datos, incluyendo el ultimo comando. Save a copy : Guarda una copia de la base de datos bajo un

nombre diferente.

Archivos de PATRAN

Nombre Tipo deArchivo

Comentarios

Modelo_nombre.db Base de Datos Una por modelo, esrelativamente grande.

Modelo_nombre.db.bkup Base de Datos Respaldo de la base de datos sinrevertir, está disponible.

Patran.ses.número Archivo desesión

Una archivo es abierto alcomenzar PATRAN y se cierracuando sale.

Modelo_nombre.db.jou Archivo detarea

Uno por modelo, guarda todoslos comandos de la base dedatos creada, encadenando losarchivos de la sesión.EXTREMADAMENTE útilpara reconstruir una base dedatos.

Modelo_nombre.out Archivoneutral

Creado usando Export. Puedeser usado como un respaldo parael análisis del modelo.

La Forma Principal

La selección de la Barra de Menú afecta el ambiente global. Selecciones solo se aplican a cierta porción del modelo. Selecciones son exclusivas y solo puede ser seleccionada

una a a la vez. Selecciones no disponibles son mostradas inactivas (grises).

AplicacionesAplicacionesLínea de ComandoLínea de Comando

Caja de HistoriaCaja de HistoriaBarra de Barra de

HerramientasHerramientas

Sistema de IconosSistema de IconosBarra de MenúBarra de Menú

La Forma Principal

Barras de herramientas proveen un rápido acceso a procedimientos frecuentes.

Acciones tomadas dentro de la sesión de PATRAN pueden ser rastreadas en la caja de historia.

Las líneas de comando permite el input de comandos PCL.

Formas Típicas Utilizadas en PATRAN

Es usada para Es usada para introducir datos.introducir datos.

Texto existente Texto existente puede ser usado.puede ser usado.

Inserción de datos Inserción de datos puede ser hecha.puede ser hecha.

Ejecuta la Ejecuta la acciónacción

Es un switch Es un switch on/offon/off

Formas Típicas Utilizadas en PATRAN

La selección de datos se La selección de datos se hace encendiendo el hace encendiendo el

ítem.ítem.

Sufijo “...” denota Sufijo “...” denota que una forma que una forma

subordinada se abre subordinada se abre presionando el botón.presionando el botón.

Permite selección Permite selección exclusiva entre opciones.exclusiva entre opciones.

Formas Típicas Utilizadas en PATRAN

Al mantenerlo Al mantenerlo presionado aparece un presionado aparece un

menú para menú para seleccionar.seleccionar.

Son usados para Son usados para agrupar datos.agrupar datos.

Formas Típicas Utilizadas en PATRAN

La barra deslizante asigna La barra deslizante asigna un valor a una variable un valor a una variable

asociada.asociada.

Restablece los Restablece los valores por defectovalores por defecto

Icono de Control Icono de Control permite seleccionar permite seleccionar

entre diferentes entre diferentes acciones.acciones.

Botón que refresca la pantalla.

Presiona la ventana principal donde se pueda ver.

Vuelve al gráfico por defecto.

Deshace el último comando.

Interrumpe la operación en proceso.

Información de la Licencia de PATRAN.

Semáforo.

Sistema de Iconos

Evaluador B-Spline

PATRAN

Algoritmo de Intersección

CAD/DATA Superficies

Evaluador Geométrico

La geometría que es importada por PATRAN es típicamente representada por varias formas matemáticas (cónicas, líneas continuas, polinomio paramétrico, etc.).

El evaluador de PATRAN acepta las formas matemáticas creadas por sistemas CAD sin traslación. Evaluadores son usados para preguntar a importaciones CAD

por información necesaria para ejecutar varias funciones PATRAN.

PATRAN

Curva de Intersección

Estructuras Topológicas

PATRAN combina estructuras topológicas para definir geometría Las entidades topológicas dentro de PATRAN son :

Un vértice tiene una posición para un punto y es la única identidad topológica que es automáticamente enumerada con un Numero ID.

Todas la identidades pueden ser seleccionadas por el cursor.

Vértice5

1

2

8

4

3

76

Borde

Cara

Cuerpo

Bloques Constructivos Geométricos

Punto: Un punto es una identidad CAD adimensional;

representa una ubicación en el espacio 3-dimensional .

PATRAN crea automáticamente puntos cuando construye curvas, superficies y sólidos.

Por lo tanto no siempre es necesario construir identidades comenzando con los puntos.

Y

Z

X

Una curva es un vector de una variable simple; puede tener varios tipos de formas matemáticas.

Una curva esta caracterizada por:Un punto en cada borde.Una coordenada paramétrica (1)

cuyo dominio es de 0.0 en P1

(origen) a 1.0 en P2.

Bloques Constructivos Geométricos

Curva:

5P1

P2

1

Bloques Constructivos Geométricos

Superficie

Una superficie es una función vectorial general de dos variables paramétricas.

Una superficie es caracterizada por: Una serie de curvas de borde. Un origen paramétrico de dos variables

paramétricas (1 y 2). Cuatro vértices.

Una superficie puede tener la misma curvatura de una curva.

Por defecto, PATRAN presenta cualquier superficie con 2x2 líneas para visualizar el interior de la superficie.

Las superficies pueden ser simples (verde) o generales (magenta).

S

2

1

P2

P1

P3

P4

Bloques Constructivos GeométricosSuperficie:

Una superficie simple (verde) tiene 3 0 4 bordes. Una superficie con 3 lados es degenerada. Una superficie simple puede ser mallada con Isomalla o Paver. Una superficie general (Magenta) puede tener mas de 4 bordes y

bordes internos (huecos). Superficies generales deben mallarsen con Paver. Superficies generales pueden ser opcionalmente descompuestas

en superficies simples para permitir el mallado Iso. Isomesh Paver

Bloques Constructivos GeométricosSólidos:

Un sólido esta caracterizado por: Una serie de superficies limitantes. Paramétrico o No-paramétrico.

Sólidos paramétricos (azules). Función vectorial de tres variables

paramétricas ( Sólidos paramétricos son mallados con

isomalla (Elementos hexagonales, wedge y tetraédricos).

Sólidos No-paramétricos (blanco) Tienen solo una representación de

superficie en PATRAN. Representación de bordes (B-Rep) de sólidos

pueden ser creados. Sólidos CAD son normalmente accedidos

como sólidos B-Rep y pueden ser mallados usando el algoritmo Auto Mallas Tetraédrica.

P5P7

P8

P6

P2

P1

P4

P3

Bloques Constructivos GeométricosPlanos, Vectores:

Planos infinitos y vectores son usados para ciertas operaciones geométricas, tales como dividir un sólido por un plano.

Un plano esta únicamente definida por un vector representando su normal y un punto en el plano.

Un cantidad vectorial PATRAN es definida por una magnitud, una dirección y un punto de origen.

VectorPlano

La estrategia comienza trabajando con la forma de geometría: Se selecciona un objetivo, como

crear un punto. Se estipulan los detalles

asociados con la creación de esa identidad usando un método especifico.

AcciónObjetoMétodo

Forma Geometry

Create

PointCurveSurfaceSolidCoordPlaneVector

Create DeleteCreate Delete

Point Curve Surface Solid

Geometry

XYZExtract

Interpolate

Project

Point

ChainManifold

Revolve

Curve

Trimmed

XYZRevolve

SurfaceFace

XYZ

Revolve

Action:

Object:

Method:

Forma Geometry

Action: Qué se quiere hacer?Operaciones que puede ser ejecutado de cualquiera identidad geométrica.

Object: Tipo de geometría para crear, mostrar ó eliminar (Punto, curva, superficie, sólidos, coordinate frame).

Method: Algoritmo usado para crear la geometría (XYZ, Arc, Merge, Spline).

Geometry

Menú de Selección

Es un filtro para seleccionar.

Menú de Iconos para seleccionar.

Cursor ubicado en la lista muestra el menú de selec-ción.

opción permite tomar de la pantalla todas la identidades que se pueden ver.

Entidades Entidades VisiblesVisibles

GeneralGeneral

Intersección Intersección entre 2 Puntosentre 2 Puntos

Cualquier Cualquier NodoNodo

Cualquier Cualquier PuntoPunto

Intersección de Intersección de curva con curva con superficiesuperficie

Vértice de una Vértice de una curva, curva,

superficie ó superficie ó sólidosólido

Un Punto en una Un Punto en una curva más cercano curva más cercano a un punto fuera de a un punto fuera de

la curva.la curva.

Cualquier posición Cualquier posición en la pantallaen la pantalla

Posición en Posición en la pantalla la pantalla

en una en una superficiesuperficie

Creación de Puntos

Método Comentario

XYZ Crea un punto de coordenadas cartesianas [x y z]

Arc Center Crea un punto en el centro de una curva.

Extract Crea un punto en una curva existente ó un borde en unaubicación paramétrica especificada.

Interpolate Crea N-puntos de separación uniforme ó no-uniforme entrepuntos especificados.

Intersect Crea un punto en la intersección de dos curvas o bordes.

Offset Crea un punto en una curva/borde a una distanciaespecífica de un punto de la curva/borde.

Pierce Crea un punto de interceccion entre una curva y unasuperficie.

Project Crea un punto sobre una superficie /cara atraves de unvector definido.

Metodo Comentario

Location Muestra la ubicación de un punto en un sistemacoordenado.

Distance Muestra la distancia entre dos puntos.

Node Muestra los nodos asociados con puntosseleccionados.

Point Show

Da al usuario información de la distancia entre dos puntos.

Point Transform

Método ComentarioTranslate

Traslada una entidad a través de un vector específico.

Rotate Rota una entidad sobre un eje definido a través de un ángulodado.

Scale Usa un factor aplicado a una coordenada individual.

Mirror Crea una imagen de espejo de una entidad a través de un planodefinido.

Mcoord Transforma una entidad en un sistema coordenado dentro deotro con la misma posición relativa.

Pivot Transforma una entidad dentro de un plano definido por unpivote y dos puntos terminales.

Position Transforma la entidad a una serie de puntos-destino-posiciónque mantiene su posición relativa a una serie de puntos-original-posición.

Vsum Vector suma de ubicaciones coordenadas de dos series deentidades existentes para crear una nueva entidad.

Mscale Entidad existente es simultáneamente movida, escalada y/orotada a una nueva posición.

Puntos pueden ser asociados con curvas y superficies.

Se pueden asociar puntos a curvas ó superficies la cuales están dentro de la tolerancia del modelo.

Puntos asociados pueden ser usados para guiar el interior de la malla de la entidad, especialmente con paver.

Point Associate/Disassociate

10

X

Y

Z4

3

9

7

8

2 5 6

110

X

Y

Z4

3

9

7

8

2 5 6

1

Menú de Selección

Se presiona en un ícono para seleccionar.

Cualquier Cualquier CurvaCurva

Define una curva Define una curva especificando 2 especificando 2

puntospuntos

Define una curva que Define una curva que es la intersección de 2 es la intersección de 2

superficiessuperficies

El borde de una El borde de una superficie ó superficie ó

sólidosólido

Define un Define un segmento de una segmento de una

curvacurva

Creación de Curvas

Método ComentarioPoint Crea una curva entre 2, 3 ó 4 puntos.

Arc 3 Point Crea un arco a través de 3 puntos.

Chain Forma una curva compuesta de curvas existentes que son co-nectadas extremo a extremo y puedenformar un lazo cerrado.

Conic Genera una curva en forma de parábola, hipérbola o elipse.

Extract Crea curvas en superficies o caras a una ubicación paramétrica especificada o borde.

Fillet Usa al menos aproximación cuadrática para ajustar curvas a través de dos o más puntos.

Fit Un arco fileteado es creado entre dos curvas o bordes.

Intersect Crea una curva en la intersección de dos curvas o bordes.

Manifold Crea una curva en una superficie o cara entre dos o más puntos en una superficie.

Normal Crea la línea mas corta entre una curva y un punto.

Project Proyecta una curva en una superficie con opción de especificar la proyección del vector.

Creación de Curvas

Método ComentarioPWL Crea curvas lineales piecewise entre una serie de puntos.

Spline Crea una curva entre una serie de puntos. Mantiene la conti-nuidad de la primera derivada a los puntos constituyentes.

Tangent Curve Crea una curva que es tangente a dos curvas o bordesexistentes.

Tangent Point Crea una curva tangente a una curva existente que va a travésde un punto en la curva.

XYZ Define una curva basada en un origen y un vector.

Involute Util creando herramientas gear profiles.

Revolve Rota un punto sobre un eje especifico para crear una curva

2D Normal Crea una curva en un plano especifico que es perpendicular aotra curva.

2D Circle Crea un círculo es un plano específico.

2D ArcAngles Crea un arco en un plano especifico comenzando yterminando en ángulos dados.

2D Arc2Point Crea un arco entre dos puntos y un centro o radio especifico.

2D Arc3Point Crea un arco entre 3 puntos y un centro o radio especifico.

Create/Curve/Chain

Crea una curva compuesta de dos o más curvas o bordes existentes.

Para crear una superficie planar o general trimmed, las curvas o bordes existentes deben estar conectados para formar un lazo cerrado.

3

7

5

4

9

8 610

11

ANTESANTES DESPUESDESPUES

Curve/Edit

Método ComentarioBreak Divide a una curva/borde en una ubicación definida por un

punto o una ubicación paramétrica.Blend Combina 2 o más curvas/bordes existentes forzando a la

continuidad de la primera derivada a través de los bordes.Disassemble Desambla una curva encadenada.

Extend Extiende una curva usando gulas específicas.

Merge 2 o más curvas/ bordes pueden ser

Refit 2 o más curvas/bordes pueden ser combinados. La forma dela nueva curva preserva las curvas originales con unatolerancia específica.

Reverse Revierte la dirección paramétrica.

Trim Trim una curva en una ubicación especifica a lo largo de lacurva.

Edit/Curve/Break

Crea 2 nuevas curvas dividiendo la curva original en un punto.

La ubicación del punto de división puede ser con cualquier opción del menú selección.

Borde 7 Borde 7

Superficie Superficie Trimmed 3Trimmed 3

Curve Show

Método Comentario

Attribute Muestra el tipo geométrico, longitud, puntoinicial y final de una curva.

Arc Información resumida sobre arcos en la base dedatos.

Angles Muestra el ángulo entre dos curvas/bordes.

LengthRange

Muestra atributos para curvas con longitudes enrango específico.

Node Muestra nodos asociados con curva/bordeseleccionado.

Curve Transform

Método ComentarioTranslate Traslada una entidad a través de un vector específico.

Rotate Rota una entidad sobre un eje definido a través de un ángulo dado.

Scale Usa un factor aplicado a una coordenada individual.

Mirror Crea una imagen de espejo de una entidad a través de un planodefinido.

Mcoord Transforma una entidad en un sistema coordenado dentro de otrocon la misma posición relativa.

Pivot Transforma una entidad dentro de un plano definido con un pivotey dos puntos extremos.

Position Entidad trasladada a una serie de puntos-posición-destino quemantienen su posición relativa a una serie de puntos-posición-original.

Vsum Vector suma de ubicaciones coordenadas de 2 series de entidadesexistentes para crear una nueva entidad.

Mscale Entidad existente es simultáneamente movida, escalada y/o rotadaa una nueva posición.

Curve Associate/Disassociate

Solo se pueden asociar curvas a curvas ó superficies las cuales están dentro de la tolerancia.

Curvas asociadas pueden ser usadas como guía interior del mallado de una entidad a través de mesh seeding.

Curvas pueden ser asociadas con otras curvas.

ANTESANTES DESPUESDESPUES

Creación de Superficies

Método ComentarioCurve Crea una superficie que pasa a través de 2 o más curvas.

Composite Superficies múltiples pueden ser combinadas para formaruna superficie (útil para mallado rápido de superficie).

Descompose Reconstruye una compleja superficie en superficies simplesde 3 ó 4 lados al menos.

Edge Crea superficies que son limitadas por 3 ó 4 curvas/bordes.

Extract Extrae una superficie de una cara de un sólido u ubicacióninterior.

Fillet Crea una superficie fileteada entre dos superfices/carasexistentes.

Match Pega superficies con bordes comunes para llegar sercongruentes.

Ruled Crea una superficie ruled entre dos curvas.

Creación de Superficies

Método ComentarioTrimmed Crea una superficie definida por sus límites interiores y

exteriores.Vertex Define una superficie a través de sus vértices.

XYX Crea una superficie rectangular descrita por su diagonal.

Extrude Proyecta una superficie de curva/borde existente a lo lago deun eje definido con opción de escalar y rotarsimultáneamente.

Glide Crea una superficie moviendo una curva base a lo largo de 1ó 2 vectores directores.

Normal Crea una superficie que es definida por curva/borde base yuna distancia de esa curva/borde en la dirección de lacurvatura.

Revolve Rota una superficie sobre un eje definido dentro de unasuperficie.

Construcción de Superficie Trimmed

Tres opciones para crear una superficie trimmed enPATRAN

Crea una superficie por definición de sus bordes. Encadena curvas para formar lazos cerrados.

Un lazo externo para definir el borde externo. Como lazos internos sean necesarios para definir huecos.

Construye una superficie con referencias de sus curvas encadenadas. Superficies planas .

2D Superficie

3D Superficie

Superficie Compuesta

Edición de Superficie

Método Comentario

Break Divide una superficie en múltiples superficiesusando una opción tal como una curva, ubicaciónparamétrica, etc.

Blend Combina múltiples superficie dentro de unasuperficie mientras mantiene la continuidad de laprimera derivada a lo largo de los bordes.

Disassemble Desambla una superficie trimmed.

Edge Match Pega los bordes de superficies adyacentes para quesean congruentes.

Refit Reemplaza una superficie compleja con una serie desuperficies simples.

Reverse Revierte la normal de una superficie y la asocia conlas utilidades de EF.

Surface Transform

Método ComentarioTranslate Traslada una entidad a través de un vector específico.

Rotate Rota una entidad sobre un eje definido a través de un ángulo dado.

Scale Usa un factor aplicado a una coordenada individual.

Mirror Crea una imagen de espejo de una entidad a través de un planodefinido.

Mcoord Transforma una entidad en un sistema coordenado dentro de otrocon la misma posición relativa.

Pivot Transforma una entidad dentro de un plano definido con un pivotey dos puntos extremos.

Position Entidad trasladada a una serie de puntos-posición-destino quemantienen su posición relativa a una serie de puntos-posición-original.

Vsum Vector suma de ubicaciones coordenadas de 2 series de entidadesexistentes para crear una nueva entidad.

Mscale Entidad existente es simultáneamente movida, escalada y/o rotadaa una nueva posición.

Surface Transform

Opción Mirror:

El plano espejo se puede definir:Por tres puntos.

Normal a cualquier eje de un sistema coordenado.

Por un vector normal.

Verificar SuperficieMétodo Comentario

Boundary Chequea grietas en un modelo.

Dibuja los bordes libres en el modelo: Borde libre: referido a solo una superficie. Borde No manifold: shared por más de 2 superficies o caras de sólidos.

Creación de Sólidos

Método ComentarioSurface Crea un sólido que pasa a través de 2 ó más superficies.

Vertex Crea un sólido por especificación de sus vértices.

XYX Crea un sólido rectangular por descripción de su diagonal.

Extrude Proyecta una superficie en un sólido a través de un vectordefinido.

Glide Mueve una superficie base a lo largo de 1 ó 2 vectoresdirectores.

Cualquier Cualquier SólidoSólido

Define un sólido Define un sólido especificando dos especificando dos

superficiessuperficies

Creación de Sólidos

Método ComentarioB-Rep Crea un sólido por definición de una lista de superficies/cars

que forman un volumen congruente cerradotopológicamente.

Descompose Crea por definición de sus vértices en un sólido existente.

Face Crea un sólido de 5 ó 6 caras por especificación de sus carasexteriores.

Normal Crea un sólido que es definido por una superficie/cara base yuna distancia de sus superficie/cara en la dirección de lacurvatura.

Revolve Crea un sólido por revolución de una superficie sobre un ejedefinido a través de un ángulo dado.

Creación de Sólido a través de Superficies

A través de 2 superficies.

A través de 4 superficies.

Método Comentario

Attribute Da una información resumen del tipo de sólido,ubicación y el ID de los vértices, volumen, etc.

Método Comentario

Break Divide un sólido en múltiples superficies.

Blend Combina múltiples sólidos en un sólido mientrasmantiene la continuidad de la primera derivada alo largo de los bordes.

Dissassemble Desambla un sólido B-rep.

Refit Reemplaza un sólido complejo existente en unaserie de sólidos simples.

Reverse Revierte las direcciones paramétricas asociadascon el sólido.

Mostrando un Sólido

Edición de Sólidos

Solid Transform

Método ComentarioTranslate Traslada una entidad a través de un vector específico.

Rotate Rota una entidad sobre un eje definido a través de un ángulodado.

Scale Usa un factor aplicado a una coordenada individual.

Mirror Crea una imagen de espejo de una entidad a través de un planodefinido.

Mcoord Transforma una entidad en un sistema coordenado dentro deotro con la misma posición relativa.

Pivot Transforma una entidad dentro de un plano definido con unpivote y dos puntos extremos.

Position Entidad trasladada a una serie de puntos-posición-destino quemantienen su posición relativa a una serie de puntos-posición-original.

Vsum Vector suma de ubicaciones coordenadas de 2 series deentidades existentes para crear una nueva entidad.

Mscale Entidad existente es simultáneamente movida, escalada y/orotada a una nueva posición.

Creando Sistemas Coordenados Alternativos

Estos tres ejes son referidos generalmente como los ejes 1, 2, y 3 con las definiciones de arriba respectivamente.

RectangularXYZ

C

P(X,Y,Z)

A

B

Y

Z

X

Z

YX

CilíndricoR Z

C

P(RZ)

A

B

Y

Z

X

Z

R

EsféricoR

C

P(R)

A

B

X

R

Método Comentario

Attribute Da una información resumen del tipo, ubicación,etc.

Método Comentario

3Point Crea un sistema coordenado por definición de unorigen, un punto a lo largo del eje 3 y un punto enel plano 1-3.

Axis Un punto en el eje 1 y otro en el eje 2.

Euler 3 rotaciones consecutivas sobre ejes definidos porel usuario.

Normal Define un origen y una superficie.

Mostrando Coordenadas

Creación de Coordenadas

Coordinate Transform

Método ComentarioTranslate Traslada una entidad a través de un vector específico.

Rotate Rota una entidad sobre un eje definido a través de un ángulodado.

Scale Usa un factor aplicado a una coordenada individual.

Mirror Crea una imagen de espejo de una entidad a través de un planodefinido.

Mcoord Transforma una entidad en un sistema coordenado dentro deotro con la misma posición relativa.

Pivot Transforma una entidad dentro de un plano definido con unpivote y dos puntos extremos.

Position Entidad trasladada a una serie de puntos-posición-destino quemantienen su posición relativa a una serie de puntos-posición-original.

Vsum Vector suma de ubicaciones coordenadas de 2 series de entidadesexistentes para crear una nueva entidad.

Mscale Entidad existente es simultáneamente movida, escalada y/o rotadaa una nueva posición.

Creación de Planos

Método ComentarioVector Normal Crea un plano por definición de su normal.

Curve Normal Crea un plano en una curva con la normal tangente a lacurva.

Interpolate Crea múltiples planos a lo largo de una curva, uno acada extremo y unos intermedios con ubicacióndeterminada por el usuario.

Least Square Crea un plano en el centroide de una entidadseleccionada ó un grupo de entidades.

Offset Crea un plano a una distancia específica de un planoespecífico.

Surface Define el plano por tres puntos.

Creación de Plano Normal a una Curva

Crea un plano en un punto a lo largo de una curva. La normal al plano es tangente a la curva.

Información resumida sobre planos se muestra en Show.Planos pueden ser transformados.

Método Magnitud

Magnitude Crea un vector con magnitud,dirección y origen definidos.

Intersect Define un vector como laintersección de 2 superficies.

Normal Crea un vector normal a unplano, superficie o cara de unelemento.

Product Crea un vector del productode otros 2 vectores.

2 Point Crea un vector basado en 2puntos, 1 base y un tip.

Creación de Vectores

De un punto De un punto seleccionado al seleccionado al origen global.origen global.

Entre 2 puntosEntre 2 puntos

Ejes PrincipalesEjes Principales

33erer eje por defecto eje por defecto

Normal al PlanoNormal al Plano

Tangente a la Tangente a la curva en un puntocurva en un punto

Normal a la superficie Normal a la superficie en un puntoen un punto

Creación de un Vector entre 2 Puntos

Información resumida sobre vectores se muestra en Show.Vectores pueden ser transformados.

Viewing

Orienta la vista del modelo en una pantalla. Translation. Zoom. Rotation. Clipping. Fit model to screen

Cambiar la vista no altera el modelo de ninguna manera.

Factor Zoom

Zoom in y out hace que se acerque o se aleje el modelo respectivamente.

Un factor Zoom mayor que 1 reduce el tamaño del modelo.

Introducción a Los Grupos

Permite a entidades geométricas y EF a ser divididas en grupos separados para varios modelos y postprocesamiento.

Un grupo llamado default_group es creado automática-mente cuando una nueva base de datos es creada.

Los nuevos ítems creados automáticamente son miembros del grupo actual.

Cualquier número de grupos puede ser creado, y entidades pueden pertenecer a más de un grupo.

El nombre del grupo se muestra en el Viewport.

Ejemplos de Grupos

Qué es un grupo? Cualquier parte del modelo. Una colección de entidades.

Por qué usar más que solo el grupo por defecto? Grupos separados para geometría y elementos finitos.

Partes aisladas cuando se trabaja con grandes modelos.

Geometría Elementos

Total ExtremosMedio

Opción Display

Las herramientas display son utilizadas para organizar y mejorar la apariencia del modelo en viewports (ventanas de visualización).

Dos tipos de presentación por pantalla: Etiqueta por tipos de entidades. Etiqueta por tipos de grupos.

Es global (afecta todas las ventanas abiertas). Sólo un tipo puede ser usado al mismo tiempo.

Display en Grupo

Modifica las propiedades por grupo. Estilo claro. Color sombreado. Etiquetas on ó off. Tamaño de las etiquetas. Barra de herramientas

rápidas.

Números Líneas

SombreadoLíneas Ocultas

Atributos Geométricos

Propiedades geométricas puede ser alteradas para mejorar el display (tole-rancia, líneas, direcciones paramétricas, colores y etiquetas).

Herramientas de barra, botones rápidos.

Tamaño Tamaño del del

PuntoPunto

DibujaDibujaLíneasLíneas NúmeroNúmero

ss

Introducción al Mallado de Elementos Finitos

Mallar un modelo consiste de dos cosas:Especificar el tipo de elemento.Identificar las regiones a mallar.

PATRAN tiene múltiples algoritmos para mallar:Iso MallaPaver (adaptado).Mallador Tetraédrico.Mallador 2-1/2 D.

Aunque estos algoritmos están altamente automatizados, ellos permiten el control del usuario.

Cuando se mallan superficies ó sólidos, Isomesh divide la superficies en grupos de bordes paralelos llamados Mesh Paths.

Mesh Paths son usados por IsoMesh para determinar el número de elementos por borde.

El número de elementos por borde son basados en las siguientes prioridades: Nodos de contorno (Mesh Seeds). Mallas adyacentes que son topológicamente congruentes. Longitud de borde global.

Isomalla

Mesh seeds determina el número de elementos por borde.

Cuando no hay nodos de contorno ó mallas adyacentes, el Global Edge Length y el borde más largo en la malla determina el número de elementos por borde:

Número de Elementos = Longitud de Borde más Grande

Longitud Global del Borde del Elemento

Mallador Iso

Mesh Seeds Mallador Iso

Mallador Paver

Se usa con todas las superficies. Cuando malla superficies, comienza en los bordes y

gradualmente se mueve al interior. Nodos de Contorno controla la generación de elementos a

lo largo de la curva. Paver reconoce puntos y curvas.

6 Elementos por borde controlado

por Nodos de Contorno

6 Elementos por borde controlado por Nodos de

Contorno

Un Borde Iniciador

Bordes Iniciadores Opuestos

10 Elementos por borde controlado por longitud

global de l borde del elemento

Mallador 2 1/2 D

Lleva un elemento de bajo orden (ó nodo) a través del espacio para crear un elemento de orden superior (Un cuadrático a uno hexagonal).

Hay técnicas para manejar configuraciones complejas (Extrude, Glide, etc.).

Mallador 2 1/2 D no tiene asociación con entidades geométricas, por lo tanto propiedades y CCB deben ser aplicadas directamente a los elementos finitos.

Mallador Tetraédrico

Es un mallador de sólidos arbitrario que genera elementos tetraédricos para sólidos definidos por un número arbitrario de caras.

Chequea curvatura.Limita la longitud del elemento de borde.Malla basta

apropiada para elemento p.

Forma FEM

Selecciona un objetivo, tal como crear una malla.

Da los detalles para completar la tarea.

XYZ

GeometryAction:

Object:

Method:

Create

Mesh

Solid

Create Transform

Mesh Seed Mesh Node Element

Uniform

One-Way BiasTwo Way Bias

Curv Based

Curve

2 CurvesSurface

Solid

Edit Edit

... “Action”

... “Object”

... “Method”

Donde empezar con el mallado?

Consideraciones antes de comenzar con el mallado:Chequear si el modelo tiene características

especiales que pueden simplificar su representación como modelo EF, por ejemplo simetría.

Seleccionar el tipo de elemento que mejor se ajusta a la naturaleza del modelo (placas, cerchas) y la configuración de carga.

Determinar el tamaño de los elementos por el tamaño del modelo y cualquier característica crítica tal como fileteados.

Determinar cualquier área critica donde la malla debe ser más fina.

Nodos Iniciadores de Malla

Mesh Seed es primordialmente usado para controlar el número y el tamaño de los elementos generados en el modelo.

También es usado para transición entre mallas de diferentes densidades.

PATRAN tiene métodos diferentes para generar el espacio entre nodos.Separación uniforme.Separación no uniforme.Separación en base de la curvatura.Tabular.

Separación No-Uniforme

Surface 1

Rata de Malla = 0.25 (ó 4)

Flechas azules indica la dirección positiva del borde.

Surface 1

Rata de Malla = 4

Separación en la Base de La Curvatura

Refina la malla basada en la tolerancia de la cuerda.

Tolerancia de la cuerda es adimensional. Uniforme o variable a lo largo de la curva.

Separación Tabular

Distribución arbitraria de separación de los nodos a lo largo de una curva/borde.

Ubicación puede ser definida en espacios reales o paramétricos.

Ubicación del arreglo de la sepa-ración en orden ascendente.

Reversión de ubicaciones de la separación.

Ejemplo de Mesh Seeding

Generación de los nodos en una vía en dirección radial.

Separación Uniforme a lo largo del perímetro del hueco.

Longitud Global del Elemento para determinar el tamaño del elemento.

Mallando Curvas

Sólo un tamaño de elemento y topología son determinadas en el mallado.

Plano XY, Distancias, Formulación del Elemento, etc. Son definidos en la aplicación Propiedades.

La lista de Curva puede ser especificada por:Curve 1:5Surface 5:9B2.1Solid 7.3.3

Mallador Tetraédrico

El comando Global Mesh aplica el elemento Hex-8 a todo el modelo.

Mallado de Superficies

El tamaño del elemento y la topología son determinadas por el mallado.

Iso Mesher es usado con superficies simples (Verde). Paver puede ser usado con todas las superficies (Verde

y Magenta y Caras de Sólidos). Espesor, orientación del material, formulación del ele-

mento, etc. deben ser definidos en la aplicación Properties.

13

2

Mallado de Sólidos

Isomesher y TetMesher son usados con sólidos parametrizados.

La topología de la malla y la longitud de borde global necesitan ser especificadas.

Material debe ser asignado en la aplicación Properties

Equivalencia

Remueve nodos duplicados.

Los números más altos de los nodos son eliminados.

Cambios se propagan a través de todo MEF seleccionado.

Algoritmo de equivalencia es controlado con un parámetro de tolerancia.

Duplicación Nodal

Nodos duplicados son creados en bordes comunes.

Superficie 1

Superficie 2

Forma Equivalence

Equivalencia puede ser aplicada a: Todo el modelo. Una lista específica de nodos. Grupos seleccionados.

Nodos seleccionados pueden ser excluidos de la equivalencia.

Cube Tolerance es el método recomendado (velocidad).

Ejemplo de Equivalencia

DESPUESDESPUESDURANTEDURANTEANTESANTES

1

2

13 15 1614

9 10 11 12

5 6 7 8

1 2 3 429 30 31 32

25 26 27 28

21 22 23 24

17 18 19 20

2

12

1

5

12

1

7 98

13 15

11 1210

13 15 1614

9 10 11

5 6 7

1 2 329 30 31

25 26 27

21 22 23

17 18 19

4

3

18

1 2

6

16

14

17

21

2

12

1

2

13 15 1614

9 10 11

5 6 7 8

1 2 3 4

25 26 27 28

21 22 23 24

17 18 19 20

2

12

1

Mallas Irregulares

Mallas irregulares usualmente ocurren con: Geometría irregular. Transición de malla.

Irregularidad y distorsión es medida con respecto a una forma básica (cuadrada, triangular isósceles, cúbica).

Elemento distorsionados generalmente resultan en respuestas menos exactas.

A mayor distorsión menor exactitud. Es RESPONSABILIDAD DEL USUARIO determinar la

máxima distorsión permitida.

Chequeo de Irregularidades

Chequeo general de elementos: Límites o detección de grietas. Duplicación de elementos. Conectividad Nodal. Normales. Jacobiano.

Chequeo de distorsión específica del elemento: Desviación de las formas básicas (taper).

Curvatura y singularidad para elementos cuadráticos. Código de color en nodo ó elemento.

Verificación de los Bordes del Elemento

Grafica el borde como bordes libres u opcionalmente caras libres.

Borde/cara libre de un elemento es el borde/cara del elemento no común con otros.

Grietas aparecen a lo largo de los bordes geométricos.

Ejemplo de Verificación del Borde del Elemento

Borde Libre Borde Libre después de la después de la EquivalenciaEquivalencia

Modelo EFModelo EF

Borde Libre Borde Libre antes de la antes de la

EquivalenciaEquivalencia

Edición de Elementos Finitos

El modelo de Elementos Finitos debe ser modificado según la verificación.

Otra razón para la modificación es el refinamiento de la malla.

PATRAN tiene herramientas para editar nodos y elementos.

Problema: Usar edición de nodos para alinear los nodos en el borde 3 de la superficie 1 con los nodos de borde 1 de la superficie 2.

Ejemplo de Edición de Nodo

2

1

X

Y

Z

ANTESANTES DESPUESDESPUES

21

X

Y

Z

Mostrando Nodos

Ubicación de nodos y distancia entre cualquier par de nodos puede ser fácilmente mostrada en PATRAN.

Distancia entre cualquier par de nodos es lis-tada con respecto a las direcciones coordenadas y la distancia total.

Cargas y Condiciones de Borde

Cargas y condiciones de Borde tienen un código de análisis específico.

Ellas pueden ser aplicadas tanto a la geometría como a los elementos finitos.

Campos son usados para definir las variaciones.

Cargas dependientes del tiempo son definidas por referencia a los casos de cargas dependientes del tiempo.

Factores pueden ser aplicados a las cargas.

Tipos de Carga/Condiciones de Borde

Algunas de las cargas y condiciones de borde que están disponibles:Desplazamiento. Temperatura.Velocidad. Heat Source.Carga Inercial. Heat Flux.

Fuerza. Convección.Presión. Emisión de Radiación.

Carga Distribuida. Factor View.Flujo Interno. Flujo Externo.Contacto.

DisplacementForcePressureInitial DisplacementInitial VelocityVelocityAccelerationContact

Carga/Condiciones de Borde EstructuralSelección Inteligente

Cargas y condiciones de borde seleccionadas son dependientes de el análisis especificado.

CreateShow TabularPlot ContoursPlot MarkersModifyDelete

Element UniformElement VariableNodal

Acción:

Objetivo:

Método:

Creando Cargas y Condiciones de Borde

Se selecciona la apropiada Load/BC de la opción Object (Pressure, Temperature, etc.).

Se selecciona el caso de carga aplicable a esta Load/BC.

Introducir el tipo de elemento (1D, 2D ó 3D).

Se introducen los datos en la forma Input Data.

Se selecciona la región de aplicación (Geometría ó Elementos Finitos).

Ejemplo de Restricciones Nodales

Marcas se muestran en las líneas de visualización cuando Cargas/CB son aplicadas.

Región de Aplicación de Load/BC

Cargas pueden ser aplicadas a Elementos Finitos y Geometría.

La geometría seleccionada y el botón Add son utilizados para seleccionar varias regiones de aplicación del modelo.

Presionar el botón Add suma los contenidos en Select a la región de aplicación.

Los contenidos de la Application Region pueden ser editados.

Presionar el botón Add acepta las entidades en la Aplication Region y cierra la forma.

Presión utilizando los Campos Espaciales

Se especifica la carga de presión como 68.6*COSR(‘T) en el sistema coordenado cilíndrico.

Se crea el campo espacial. Se especifica el campo de Load/Boundary Conditions.

Carga/Condiciones de Borde TérmicasSelección Inteligente

La forma de Cargas y condiciones de borde es sensitiva al código de análisis.

Create

Show Tabular

Plot Contours

Plot Markers

Modify

Delete

Radiation(PThermal)

Convection (Pthermal)

Heating (Pthermal)

Mass Flow Rate (Pthermal)

Pressure (Pthermal)

Temperature (Pthermal)

Element Uniform

Acción:

Tipo:

Objetivo:

Cargas y Condiciones de Borde creadas pueden ser verificadas utilizando: Marcas Gráficas muestran íconos de las Cargas/CBs

creadas:Desplazamiento.Desplazamiento.Rotación.Rotación.Desplazamiento y Rotación.Desplazamiento y Rotación.Temperatura.Temperatura.Fuerza.Fuerza.

Tablas muestran las Carga/CBs en formato de Hojas. Gráficos de Contorno de cualquier cantidad escalar

(Borde y Elemento Lleno).

Mostrando Cargas/Condiciones de Borde

100.0

788.0

Graficando Load/BCs

Gráficos de Banda de cualquier Carga/CB pueden ser graficados como: Temperaturas. Componentes de un vector.

El vector deseado debe ser seleccionado de la ventana Select Data Variable.

Los vectores deben convertirsen a escalar para graficar.

El gráfico puede ser aplicado a todos los grupos.

Para mostrar en EF Carga/CB aplicada a geometría, primero se activa Display on FEM Only en Display/Load/BCs/Properties.

Creación de Caso de Carga

Grupo Múltiple de Carga/Condiciones de Borde.

Cada caso de carga tiene un nombre único.

Estático o Dependiente del Tiempo. Puede ser creado, mostrado,

modificado ó eliminado. Prioridades para adicionar ó

sobreescribir Carga/CBs pueden ser especificadas.

Todas Carga/CBs son automáticamente incluidas en el caso de carga por defecto.

CreateShowModifyDelete

StaticTime Dependent

Creación de Caso de Carga

Casos de Carga pueden ser creados antes de la creación de Carga/Condiciones de Borde.

El nombre de caso de carga es específico.

Seleccionar el tipo de Caso de Carga. Para especificar Carga/CBs dependientes del

tiempo, se debe primero crear caso de carga dependiente del tiempo.

Reglas para resolver múltiples aplicaciones de Carga/CBs en nodos ó elementos puede ser especificado en Prioritize Load/BC’s.

Campos

Campos son utilizados para definir variación en: Cargas/ Condiciones de Borde. Propiedades del Material. Propiedades de los elementos.

Hay tres tipos de Campos: Campos Espaciales. Campos no espaciales. Campos de Propiedades de

Material.

CreateShowModifyDelete

Spatial

Material PropertiesNon Spatial

PCL function

Tabular InputGeneralFEM

Campos Espaciales

Campos Espaciales - Variación del campo con respecto a: Direcciones de Sistemas Coordenados. Direcciones Paramétricas. Resultados de Análisis. El usuario define la mezcla de variables independientes y funciones

PCL compiladas.

VelocidadVelocidad Espesor de PlacaEspesor de Placa

Campos No-Espaciales

Campos No-Espaciales - Variación de los campos con respecto: Tiempo. Frecuencia. El usuario define la mezcla de variables independientes y funciones

PCL compiladas.

Campos de Propiedades de Material - Variación del campo con respecto: Temperatura, Deformación, Rata de Deformación, Tiempo y

Frecuencia. El usuario define la mezcla de variables independientes y funciones

PCL compiladas.

Campos de Materiales

Campo Espacial - Tabular Input

Datos Tabulares: Valores de campo pueden ser introducidos en tabla de 1, 2 ó 3

dimensiones. Primero, indica la ubicación de la tabla para la entrada de datos. Segundo, se escribe el valor del dato y se presiona la tecla Enter. PATRAN automáticamente va a la próxima fila dentro de la misma

columna.

Materiales

Modelo de Material es un grupo de propiedades individuales.

Materiales pueden tener modelos múltiples constitutivos (Elástico, Plástico, etc.) asignados a un material.

Materiales pueden ser definidos para variar como una función de temperatura, deformación, rata de deformación y/o frecuencia.

Información de propiedades del material es especifica al código de análisis.

Creación de Propiedades de Material

Propiedades variables son definidos utilizando campos.

Varios modelos constitutivos pueden ser activados para un análisis dado.

Propiedades de Material son introducidas dependiendo del código de análisis.

Creando un Material

Tres métodos pueden ser usados para especificar propiedades del material: Entrada manual (introducir E, en las

formas). Selector de material (importa datos de

MVISION). Externamente definido (creado el nombre del

material solamente).

Materiales existentes pueden ser utilizados como template para crear nuevos materiales.

Cambiar el status es utilizados para activar/desactivar modelos constitutivos.

Propiedades de Material

Primero, el modelo constitutivo de interés debe ser seleccionado: Elástico Lineal. No Elástico Lineal. Creep.

Según el código de análisis y el mo-delo constitutivo utilizado se intro-ducen las propiedades.

Cuando una ventana permite una definición de campo, la lista de campos aparece.

Los modelos constitutivos recientemente creasdos son activados por defecto. Sin embargo, cualquier modelo constitutivo puede ser desactivado.

Modelo de Material Isotrópico

E = 30 x 106 psi = 0.30

y = 70000 psi hardening slope = 7000 psi

Se verifica que el modelo elástico este activo y el modelo elastoplástico esté inactivo.

Se nombra el material STEEL_OUTER_SHELL.

Modelo de Material Isotrópico

1. Se especifica el nombre del material.

2. Se selecciona lineal-elástico como modelo constitutivo.

3. Se introducen las propiedades elásticas y se presiona Apply.

Modelo de Material Isotrópico

4. Se cambia el modelo constitutivo a Elastoplástico.

5. Se selecciona Hardening Slope (para definir la porción no-lineal de la curva esfuerzo-deformación), se introducen los datos y se presiona Apply.

6. Del menú de materiales, se selecciona Change Material Status, se desactiva el modelo constitutivo elastoplástico y se presiona Apply.

Modelo de Material Compuesto

E11 = 40E6 E22 = 1E6= 0.25

G12 = G13 = 0.6E6G23 = 0.5E6

Espesor de la placa

.01/ .0125/ .01/ .0125/ .01/ .0125/ .01/ .0125/ .01

Orientación de las placas

0/ 90/ 0/ 90/ 0/90/ 0/ 90/ 0/

Y

987654321

0900900900900

X

Z

Modelo de Material Compuesto

1. Se crea el material por capas (2D Ortotrópico).

2. Se introducen los datos del material.

Modelo de Material Compuesto

3. Se crean las capas utilizando el material compuesto laminado.

4. Se especifica el material, espesor y orientación por capas.

Eliminado ó Modificado Materiales

Cualquier material creado puede ser modificado ó eliminado.

El modelo constitutivo del material puede ser cambiado de un análisis a otro (lineal a no-lineal).

Mostrando Propiedades de Materiales

Propiedades del material creado pueden ser verificadas utilizando la acción Show.

Propiedades del material son mostradas en forma tabular.

Matrices de flexibilidad pueden ser mostradas.

Definición de Propiedades del Elemento

Las formas Properties son específicas para el código aplicación, tipo de elemento, y configuración.

Propiedades pueden ser asociadas con: Geometría.

Elementos Finitos.

Propiedades asociadas con geometría son re-aplicadas a nuevas mallas después re-mallar, editar, etc.

Creación de Propiedades del Elemento

Primero, se selecciona el análisis de código deseado.

Se selecciona la dimensionalidad del elemento: 0-D (masa, resorte...) 1-D (vigas...) 2-D (placas, membranas...). 3-D (hexágono, pentá...).

Se especifica un nombre. Se selecciona la opción del elemento: Integración reducida, híbri...

Se introducen las propiedades en la forma Input Properties.

Se usa el menú de selección para seleccionar entre geometría ó EF.

Entidades Entidades GeométricasGeométricas

Entidades EFEntidades EF

Forma Input Properties

Materiales pueden ser seleccionados tomando el nombre del material seleccionando de Material Property Sets.

[ ] denota que es opcional.

Presionar OK acepta los datos y cierra la forma.

Ejemplo: Masa

Una masa puntual aplicado al elemento 4.

Inercia Traslacional se especifica.

Masa está a una distancia de 1 in. En la dirección y.

Inercia rotacional se especificaI11 = I22 = I33 = 100.0

Propiedades del Elemento Viga

Elemento Barra/Viga requiere un vector para definir la orientación de la sección transversal (el sistema coordenado local del elemento).

En PATRAN, este vector es definido en el sistema coordenado global.

Para recover esfuerzos de flexión, puntos recovery de esfuerzos deben ser definidos relativo al vector orientación: Llamado C, D, E, y F para NASTRAN.

Usado como “c” en la ecuación clásica de esfuerzo = Mc/I.

Los momentos de inercia (I1 e I2) y la constante torsional (J) son definidos con respecto al sistema coordenado local (J no es el momento polar de inercia).

Orientaciones NASTRAN y ABAQUS son rotadas 90 deg. Como se muestra en la figura.

Propiedades del Elemento Viga

Vector <0 0 1>

C

D

FE X

Plano XYY

Z

Nodo 2

Nodo 1

X

1¨

2¨

1¨

SC Global

YZ

I2

J

I1

X

Plano XY

Z

Nodo 2

Nodo 1

X

1¨1¨

YZ

I2

J

I1

SC Global

Vector <0 1 0>

2¨

ABAQUSNASTRAN

Librería de Vigas

Opcionalmente, secciones de vigas estándar pueden ser creadas, mostrandolas y almacenandolas en la bases de datos.

Una librería de formas estándar está disponible para automáticamente calcular A, I11, I22 y J.

Una librería de vigas está disponible en la forma Input Properties.

Secciones de vigas asignadas a elementos pueden ser vistas para cada elemento.

Mallando con Elementos de Barra

Construcción de una Placa Rígida de 64¨ x 64¨.

Se mallan las superficies con elementos Quad4.

Se mallan los bordes de las superficies con elementos Bar2.

Se crea la propiedad de la viga usando una sección T definida previamente.

X

Z Y

Y

X

Z

Especificación de la Propiedad de la Viga

Se define la propiedad del material. Se introducen las propiedades físicas. Se aplican las propiedades físicas al

modelo (región de aplicación).Material Acero es seleccionado

Nombre de la sección de viga

Vector definiendo el plano XY

La viga está a una distancia de 1.5¨en la dirección Y (Sistema Coordenado Global)

Miembro libre en un extremo (Sistema Coordenado Local)

Se selecciona aquí para usar la librería de vigas.

Especificación de Propiedades de Sólidos (Nastran)

Propiedades físicas 3D son definidas por el elemento CHEXA.

Propiedades son asociados con el sólido 55.

El material es acero.

Eliminado/Modificando Propiedades

Cualquier propiedad de elemento creada pueden ser modificado ó eliminada.

Se puede modificar cualquier dato de las propiedades.

Análisis

Forma Analysis es automáticamente adaptada al código de análisis utilizado.

Parámetros de análisis son seleccionados de esta forma. Se somete al análisis. El modelo de análisis puede ser preparado para todo el

modelo o el grupo actual. Se seleccionan los parámetros de traslación (Versión...). Se selecciona el tipo de solución (Estático, Modal, ...). Se selecciona el caso de carga. Se seleccionan las entidades para resultados:

Desplazamientos. Esfuerzos. Energía de Deformación.

Tipo de Solución del Análisis

Las formas Solution Parameter y Output Request están configuradas basadas en el tipo de solución seleccionado en la forma Solution Type.

Traslación de Resultados

Resultados del Análisis pueden ser leídos en el post-procesamiento dentro de PATRAN.

Bajo la opción Object se puede seleccionar para trasladar: Results Entities Esfuerzos, Deformación... Model Data Nodos, elementos. Both Ambos, modelo y resultados..

Listas

Crean una lista de entidades basado en un criterio dado. Listas pueden ser utilizados como datos para varias aplicaciones, tales

como región de aplicación para propiedades de elementos. Criterios para creación de lista son:

Atributos, tales como ubicación, valores de resultados, propiedades asignadas.

Asociación con otras entidades, tales como puntos, bordes, elementos, grupos, etc.

Listas no son almacenadas en la base de datos, pero pueden ser adicionadas a un grupo.

Listas

Crean una lista de entidades basado en un criterio dado. Listas pueden ser utilizados como datos para varias aplicaciones,

tales como región de aplicación para propiedades de elementos. Criterios para creación de lista son:

Atributos, tales como ubicación, valores de resultados, propiedades asignadas.

Asociación con otras entidades, tales como puntos, bordes, elementos, grupos, etc.

Listas no son almacenadas en la base de datos, pero pueden ser adicionadas a un grupo.

Se crean dos listas: Lista A: Todos los nodos a x=18 (Tolerancia +1.0).

Lista B: Todos los elementos asociados con esos nodos.

Como crear una Lista

Se crea la lista A.

Nodos a x=10 + 0.005

Se crea la lista B.

Elementos asociados con los nodos de la lista A.

Operaciones Boolean

Operaciones Boolean son utilizadas para manipular listas:

Operaciones de intersección encuentran ítems comunes en ambas listas.Unión combina ítems en ambas listas.Resultados de sustracción de una lista de otra lista.

Viewports

Qué es un Viewport? Separa ventanas gráficas. Tiene un único nombre (mostrado en la barra).

Tiene una vista asociada. Cualquier número de Viewport puede ser creados y

post-procesado. Cada Viewport puede ser movido, post-procesado,

tales como ubicación, valores de resultados, propiedades asignadas.

Creando ViewportsNo hay límite de cuántas Viewport pueden ser creadas

Creando ViewportsNo hay límite de cuántas Viewport pueden ser creadas

Viewport_2

Viewport Actual

La Viewport Actual es la Viewport en el cual los comandos view pueden ser aplicados. Criterios para

creación de lista son: Viewport en el cual títulos se ponen. Viewport en el cual el grupo actual es post-procesado.

Sólo una Viewport puede ser presente a un tiempo. Para cambiar al Viewport Actual:

Presionar en el área entre el borde externo y el borde fino rojo interno para hacer una Viewport .

Ó Viewport/Modify/Change Targer Viewport/Make Current.

Model.db - newview- default_group - entity

Model.db - viewport_1 - default_group - entity

Introducción a Resultados

Resultados de varios análisis ejecutados pueden ser almacenados en la misma base de datos bajo diferentes casos de resultados: Estático. Transient. No-lineal.

Resultados son importado dentro de PATRAN usando la selección del menú de análisis.

Resultados pueden ser filtrados basados en atributos ó valores numéricos.

Más de un caso de carga puede ser operado simultáneamente.

Resultados pueden ser mostrados en cualquier sistema coordenado (excepto para ABAQUS y FEA).

Tipos de Gráficos de Resultados

Grafico de Deformada Malla de Alambre ó Líneas Ocultas.

Gráfico de Bandas En un modelo deformado ó no-deformados.

Gráfico de ElementoLleno

En un modelo deformado ó no-deformado (para sólidos,superficies ó elementos lineales.

Gráficos de Vectores En nodos ó centroides de los elementos.

Gráficos de Tensores Mostrados en el Sistema Coordenado del Elemental óPrincipal.

Gráficos de Viga Deformada de Corte y Diagramas de Momento.

Animación Gráficos de deformada y/o bandas pueden ser animados.

Gráfico XY Resultados vs Variable Global.Resultados vs Otros Resultados.Resultados vs Distancia.Resultados a lo largo de una entidad geométricaespecificada.Variable Global vs Variable Global.Resultado con respecto a un Sistema Local.Resultado a lo largo de path arbitrario.

Post-Proceso de ResultadosForma Básica

La forma Results Display (Basic) ha sido diseñada para el fácil acceso para post-procesamiento básico tales como: Gráficos de bandas.

Gráficos de deformadas.

Gráficos combinados.

Animación rápida.

Forma de Resultados BásicosAnimación Rápida

Forma deformada (estática ó modal) y/o animación de bandas pueden ser ejecutadas.

Por defecto para animar ambos (bandas y deformaciones) con el método modal en 2D, 15 cuadros.

Se puede cambiar cualquiera de estas opciones a través de la forma Animation Options. Animación modal crea cuadros multiplicando los

resultados de -1.0 a +1.0

Ramped va de 0 a +1.0

2D usa animación 2D, 3D permite rotar el modelo con el botón del medio del ratón mientras el modelo continua animado. Mientras mas cuadros se selecciones, la animación es más suave, y más recursos computacionales son usados.

Post-Proceso de Resultados Avanzados

Selecciona los Casos de Carga: Estático. Incremental. Modos. ...

Selecciona el resultado: Desplazamiento. Esfuerzos/Deformaciones. Energías de Deformación.

Selecciona el tipo de Gráfico: Gráfico XY. Banda. ....

Opción de Resultados Avanzados

Opciones específicas pueden ser usadas en cada uno de los tres pasos como sigue: Opciones de casos de resultados:

Result Case Options... Facilita la selección de casos de cargas. Por ejemplo:

u By Global Variables...

Selección de todos los casos de carga para una ejecución modal f1<f<f2

Combinación de casos de carga:Nuevo Caso de Carga = 1.7*LOAD

case_1 + 1.4*LOAD case_2

Result Case Options...

Opción de Resultados Avanzados

Opción Type & Components: Cantidades escalares derivadas de

Resultados vectoriales ó tensoriales pueden ser graficadas.

Selección Plot Type en forma madre la adapta automáticamente.

Resultados mostrados en cualquier Sistema Coordenado alternativo (no disponible para todos los códigos de análisis).

NASTRAN por defecto para elementos CQUAD Global Proyección, en la cual la componente de esfuerzo XX es en la dirección del eje X proyectado dentro del elemento de placa.

Type & Components...

Opción de Resultados Avanzados

Result Type Options... : Puede ser usado para

seleccionar y manipular resultados.

Resultados derivados basados en Máximo, Mínimo, Valores Promedios, ó la suma de cualquier resultado ó resultados combinados.

Nodal Demostración ó Resultados de los Elementos pueden ser creados.

Result Type Options...

Opción de Resultados Avanzados

Opción Filter..:Resultados en los casos de

carga seleccionados pueden ser filtrados basados en:

Material, Elemento ó Propiedades.

Elementos y Nodos.Rango numérico para

resultados.

Las listas también pueden ser creadas y actúan como filtros definidos por el usuario (es decir, Elementos con 10.000 < Esfuerzos Von Mises < 20.000

Filter...

Gráficos de Las Deformadas

Cambia la escala del gráfico de la deformada en el menú Display/Results bajo el menú principal.

El color de la no-deformada puede ser cambiado en este menú.

La forma no-deformada se puede apagar en esta forma.

Factor de Escala = 0.2Factor de Escala = 0.2Factor de Escala = 0.1Factor de Escala = 0.1

Gráficos de Contorno

Gráficos de Contorno incluyen:Gráficos de Bandas.Gráficos de Elementos Llenos.

Gráfico de BandasGráfico de Bandas Gráfico de Elemento LlenoGráfico de Elemento Lleno

Gráficos de Vectores

Opción gráfico vectorial controla la muestra de cualquier cantidad vectorial nodal.

Componentes vectoriales ó resultantes pueden ser interpretadas. Resultados vectoriales pueden ser graficados con respecto a

cualquier sistema coordenado.

Graficando Resultados XY

Se seleccionan Casos de Resultados y se presiona en Get Results....

Se cambia el tipo de gráfico a Gráfico XY y se presiona en Plot Type Options....

Se selecciona la variable global y los resultados a ser graficados.Se selecciona la entidad en la cual el gráfico XY es generado.Se presiona en Apply para calcular los Gráficos XY.

Graficando Resultados XY

El usuario puede también renombrar el título de la Curva XY.

Se seleccionan los gráficos XY a ser guardados en la base de datos encendiendo la curva deseada y presionando en Apply.El gráfico XY se muestra.

Para adicionar una segunda curva a la misma ventana XY, se renombra el título de la segunda curva para evitar conflicto con la primera.

Insight

Qué es la herramienta Insight?

Una herramienta que ayuda a visualizar los resultados.Hay 13 tipos de herramientas:

Isosuperficies. Líneas de flujo. Superficies de flujo. Umbrales. Bandas. Contorno. Elemento. Tensor. Vector. Marca. Valor. Deformación. Cursor.

Gráfico de ContornoGráfico de Contorno

Herramienta Isosuperficies

Isosuperficies pueden ser mostradas como superficies de valores de resultados constantes ó como planos coordenados.

Isosuperfices Basadas en Isosuperfices Basadas en ResultadosResultados

Isosuperfices Basadas en Isosuperfices Basadas en CoordenadosCoordenados

Herramienta de Contorno

Gráficos de líneas de contorno denotan líneas de resultados constantes.

Animación Insight

Animación transitoria puede se ejecutada con respecto a cualquier variable global, tal como tiempo, caso de carga, frecuencia...

Rápido acceso para animación modal.

Animación modal y transitoria puede ser ejecutada en Insight.Controles de animación se encuentran en Insight Control en el menú principal.

Todas las herramienta post se muestran durante una animación, pero sólo las herramientas disponibles cambian de cuadro a cuadro.

Insight Control

Típica Animación Insight

Gráfico XY

Crea y maneja la apariencia de las ventanas XY.

Crea y maneja curvas en ventanas XY.

Integrado total con resultados, cargas, propiedades, y datos del material.

Terminología del Gráfico XY

LeyendaLeyenda

TítulosTítulos

Eje YEje Y

Eje XEje X

CuadrículaCuadrícula

Marcas Marcas PrimariasPrimarias

Marcas Marcas SecundariasSecundarias