ansys vs pro engineer

[medtuning]

salve a tutti.

devo fare dei calcoli su alcune strutture tipo telai in acciaio e verifiche di vario tipo su dei complessivi (carichi su cerniere, tensioni massime bla bla bla...)

i disegni li devo importare dal CAD e il mio prof ha detto:" i calcoli e le verifiche li devi fare con ansys o pro/e...scegli tu":

ora li ho entrambi sul pc e devo impararne uno...QUALE?

[Tensor]

La risposte è: dipende.

Pro/e è un eccellente CAD 3D (modella con le superfici come pochi altri) ma il FEM associato non è che sia questo gran che (sempre meglio di cosmos).

Ansys è il FEM. Però il Classic è parecchio difficile da "imparare" se nessuno ti insegna un minimo, anche se imparato quello sei a cavallo.

Se non devi fare niente di che prova Ansys Workbench: facile e veloce e importa tranquillamente i parasolid sputati ad esempio da SolidWorks o affini anche senza licenze aggiuntive. Occhio che le geometrie dei CAD fanno pietà a volte; magari con workbench non tene accorgi ma con il Classic si.

[e.greg.io]

be se devi fare i calcoli su telai (quindi modelli 2d con elementi trave) non serve un fem serio: anzi ad essere rigorosi non si dovrebbe nemmeno parlare di analisi fem visto che i risultati che ottieni sono esatti (se hai studiato come funziona il fem sai che in questo caso le funzioni di forma sono esatte , quelle previste dalla teoria di saint venant per intenderci).

in sostanza ansys workbench va piu' che bene sia come solutore sia come interfaccia cad (devi solo disegnare linee e nodi ).

i problemi nascono quando devi fare modelli 3d non banali
in tal caso devi per forza passare per un cad tipo pro e, ma come ti è già stato detto molte volte la geometria scazza.

[bio82]

Originariamente inviato da e.greg.io

be se devi fare i calcoli su telai (quindi modelli 2d con elementi trave) non serve un fem serio: anzi ad essere rigorosi non si dovrebbe nemmeno parlare di analisi fem visto che i risultati che ottieni sono esatti (se hai studiato come funziona il fem sai che in questo caso le funzioni di forma sono esatte , quelle previste dalla teoria di saint venant per intenderci).

in sostanza ansys workbench va piu' che bene sia come solutore sia come interfaccia cad (devi solo disegnare linee e nodi ).

i problemi nascono quando devi fare modelli 3d non banali
in tal caso devi per forza passare per un cad tipo pro e, ma come ti è già stato detto molte volte la geometria scazza.

l'importatore fra proe e ansys importa veramente bene..raramente hai problemi di geometria...e dato che uno studente viene a parlare di avere sul portatile sia ansys che proe, sono SICURO che ha anche la licenza disponibile per l'importatore diretto..

cmq vai tu a fare un'analisi fem di un telaio reale qualsiasi...fai prima ad imparare ad usare un fem che a scomporre tutta la struttura in sotto strutture elementari..

bio

[e.greg.io]

rileggi quello che ho scritto .
mica gli ho detto di fare i calcoli a mano (almeno credo tu abbia capito questo, visto che parli di risolvere scomponendo la struttura in strutture elementari).

anzi gli ho detto di usare ansys,visto che non serve solo a risolvere modelli 2d e 3d...

ho solo detto che per risolvere telai, che quando parliamo di analisi strutturale, sono per me strutture schematizzabili con elementi di tipo trave, quindi elementi 1d, non ha senso utilizzare un cad esterno.
e ho precisato che quando fai un'analisi 1d, non è nemmeno corretto parlare propriamente di analisi agli elementi finiti, visto che la soluzione che si ricava è esatta, nel senso che è quella prevista dalla teoria, mentre il concetto del fem è la ricerca di una soluzione approssimata, appunto mediante il metodo degli elementi finiti.

[bio82]

Originariamente inviato da e.greg.io

rileggi quello che ho scritto .
mica gli ho detto di fare i calcoli a mano (almeno credo tu abbia capito questo, visto che parli di risolvere scomponendo la struttura in strutture elementari).

ti quotavo il fatto del passaggio geometrie da proe a ansys...e poi tu hai scritto che con le beam non si parla di fem e allora ho pensato parlassi di fare i conti a mano...

anzi gli ho detto di usare ansys,visto che non serve solo a risolvere modelli 2d e 3d...

ho solo detto che per risolvere telai, che quando parliamo di analisi strutturale, sono per me strutture schematizzabili con elementi di tipo trave, quindi elementi 1d, non ha senso utilizzare un cad esterno.
e ho precisato che quando fai un'analisi 1d, non è nemmeno corretto parlare propriamente di analisi agli elementi finiti, visto che la soluzione che si ricava è esatta, nel senso che è quella prevista dalla teoria, mentre il concetto del fem è la ricerca di una soluzione approssimata, appunto mediante il metodo degli elementi finiti.

le beam sono elementi finiti..quindi il discorso decade decisamente...e poi disegnare le beam con il dm è sì veloce e facile, ma farlo con un cad è sempre più veloce...

bio

[e.greg.io]

il fatto di considerare i beam un elemento fem o meno è un dettaglio, poco importante (direi pedante ).
io non li considero tali per i motivi che ti ho detto: forniscono risultati esatti (quelli analitici), mentre il fem nasce come indagine numerica.

l'importante è comunque sapere cosa si sta facendo e come interpretare (e controllare) i risultati.
volevo solo dire all'autore del thread che doveva attendersi dei risultati esatti, e non approssimati, come la parola fem lascia intendere.

per quanto riguarda l'uso di un cad continuo a essere perplesso: che senso ha quando devono essere disegnati solo punti e linee:
il tempo impiegato è lo stesso e ti eviti di dover importare.

[bio82]

Originariamente inviato da e.greg.io

il fatto di considerare i beam un elemento fem o meno è un dettaglio, poco importante (direi pedante ).
io non li considero tali per i motivi che ti ho detto: forniscono risultati esatti (quelli analitici), mentre il fem nasce come indagine numerica.

l'importante è comunque sapere cosa si sta facendo e come interpretare (e controllare) i risultati.
volevo solo dire all'autore del thread che doveva attendersi dei risultati esatti, e non approssimati, come la parola fem lascia intendere.

se tu non li consideri elementi finiti è un problema tuo O.o

i risultati sono tanto esatti quanto lo sono gli elemnenti 2d e 3d...e parlando di precisione, beh, schematizzare un telaio a beam non è sempre meglio chefarlo con elementi di altro tipo...dipende sempre dal contesto..

essere pendante è una cosa, dire che non consideri una cosa per quello che è solo perchè a te non sta bene è un'altra..e cmq il mio primo post riguardava principalmente un altro argomento..

bio

[e.greg.io]

se ritieni che gli elementi 2d e 3d forniscano risultati esatti non hai capito nulla del fem .
se fossero esatti che bisogno ci sarebbe di infittire la mesh lì dove è elevato il gradiente di tensione?

[bio82]

Originariamente inviato da e.greg.io

se ritieni che gli elementi 2d e 3d forniscano risultati esatti non hai capito nulla del fem .
se fossero esatti che bisogno ci sarebbe di infittire la mesh lì dove è elevato il gradiente di tensione?

giusto per farti capire quanto è sbagliato il ragionamento che fai...dimmi che differenza trovi fra gli elementi 3d, 2d e 1d nell'immagine...



sia che tu usi 1,2 o 3d i calcoli e i risultati sono gli stessi e su questo non si piò discutere, dato che la matematica che ci sta alle spalle è la stessa..se non sei convinto ti copio/incollo il manuale di abaqus che su questo argomento è decisamente chiaro..

bio

[e.greg.io]

certo che la matematica è la stessa ma nel caso 1d è esatta nei casi 2d e 3d no.
faccio un breve riassunto di quello che immagino saprai già:
considerando un singolo elemento (il comportamento sia elastico e lineare)

-il fem ne calcola, per analisi strutturali,la matrice di rigidezza
-per descrivere lo stato deformativo (e quindi, attraverso il legame costitutivo, tensionale) dell'elemento, si usano le funzioni di forma.
-le funzioni di forma descrivono lo spostamento di un generico punto dell'elemento in funzione degli spostamenti nodali (e delle coordinate di tale punto in un sistema di rif locale)
-tali funzioni di forma sono INVENTATE: per esempio si assume che tale legame sia una legge lineare o parabolica.
-se conosci la matematica che sta alla base sai che la matrice di rigidezza è calcolata come integrale sul volume (o sull'area nel caso 2d o sulla linea nel caso 1d) dell'elemento del seguente prodotto (di matrici) Bt* D* B
(è un'applicazione del teorema dei lavori virtuali)

dove D è la matrice del legame costitutivo tensioni-deformazioni (quella che esprime la legge di hooke generalizzata per intenderci)

B è la matrice che contiene la derivata delle funzioni di forma (tale derivate sono le deformazioni, come noto dalle equazioni di corrispondenza spostamenti-deformazioni).

Bt è la trasposta di B

questo per dire che le funzioni di forma costruiscono la matrice di rigidezza.

come detto sopra le funzioni di forma sono inventate: supponiamo di assumere una legge lineare.

per elementi 1d la legge lineare è esatta: la teoria della trave ti dice questo.

per elementi 2d e 3d no (non esiste nemmeno, salvo casi particolari, una teoria che fornisca le funzioni di forma esatte: quindi non sai quale legge assumere). cosa si fa allora?
semplice: utilizzando molti elementi stutturali si approssima in maniera sempre più corretta l'andamento reale.

esempio: hai una piastra con foro centrale.
ipotizziamo di usare elementi piani con funzioni di forma lineari (in ansys plane42).

la derivata di una funzione lineare è una costante. come già detto sopra, tale derivata esprime la deformazione.
quindi tu stai dicendo che la deformazione di un elementino 2d può essere solo costante per tutti i suoi punti.
modella ora la seziona netta della paistra con 1 elemento: riesci a descrivere il gradiente di tensione dovuto al foro? no: lui descrive una deformazione costante ( e quindi anche una tensione costante).

se ne usi due le cose vanno meglio: puoi approssimare l'andamento reale con due valori costanti.

aumentando ancora la discretizzazione le cose migliorano (il concetto è lo stesso di quello che sta alla base della teoria dell'integrazione, dove approssimi l''integrale di una curva piana, cioè la sua area, con tanti rettangolini: più sono, al limite infiniti, meglio è; l'esempio è tra l'altro azzeccato visto che i rettangolini potrebbero essere considerati proprio come la configurazione deformata dell'elementino tirato).

il motivo per cui si creano delle mesh è proprio perchè i risultati che il fem fornisce sono approssimati.

prova a schematizzare una mensola caricata in punta:
-modello 1d (quindi ti riconduci alla linea media): usi l'elemento trave (beam3). ti basta un solo elemento, come puoi verificare plottandoti il diagramma del momento flettente, che sarà triangolare.motivo? per un elemento 1d ansys usa ovviamente funzioni di forma lineari, che, come detto, sono esatte.
-modello 3d: usa il brick45.se usi un solo elemento ti verrà fuori un diagramma di momento costante, per i motivi espressi sopra. è corretto? direi di no.aumentando il numero di brick usati ovviamente ti avvicini all'effettiva distribuzione triangolare.


per quanto riguarda le img che hai linkato se non mi fai vedere i modelli (le mesh) non dicono proprio nulla .

ora, pensando che tu sia uno studente (come me), ti consiglio questo testo se vuoi capire come funziona il fem:

"metodi e procedimenti di calcolo nella progettazione meccanica" di atzori.

[e.greg.io]

miseria che wall of text è venuto fuori

[bio82]

Originariamente inviato da e.greg.io

ora, pensando che tu sia uno studente (come me), ti consiglio questo testo se vuoi capire come funziona il fem:

questo è l'errore..io non sono uno studente ma un utilizzatore..

bio

[e.greg.io]

se permetti l'errore è non sapere come funziona un codice fem, ma limitarsi a utilizzarlo in maniera automatica : ansys è fatto per sputare numeri che, se non si sanno interpretare in modo critico (e qui serve la teoria) possono portare a macrocazzate.

e ti assicuro, perchè lo uso pure io ansys, che sbagliare anche di ordini di grandezza è un attimo.