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Ejemplo Postproceso
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EJEMPLO DE POSTPROCESO
POSTPROCESO DE UNA PIEZA MECÁNICA
El objetivo de este ejemplo es hacer un estudio de postproceso de una pieza de acero sometida a una serie de fuerzas para ver las tensiones del material y su deformación.
Al finalizar el ejemplo el usuario deberá ser capaz de visualizar los resultados de un análisis en el postproceso de GiD.
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TTAABBLLAA DDEE CCOONNTTEENNIIDDOOSS
1. INTRODUCCIÓN .........................................................................................................................................36
2. POSTPROCESO DE LA PIEZA...............................................................................................................37
2.1. VISUALIZACIÓN DE LOS RESULTADOS................................................................................................. 37 2.2. MODOS DE VISUALIZACIÓN................................................................................................................... 43 2.3. VISUALIZACIÓN DE LA DEFORMADA................................................................................................... 45 2.4. CORTES Y DIVISIONES............................................................................................................................ 47
Ejemplo Postproceso
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11.. IINNTTRROODDUUCCCCIIÓÓNN
Para realizar este ejemplo se parte de la lectura de los resultados de un cálculo
previo, ubicados en el directorio "pieza.gid".
La pieza objeto de estudio representa un engranaje que permite el movimiento
de un eje en un solo sentido. Se quiere estudiar el comportamiento de esta
pieza sometida a una serie de fuerzas externas, concretamente cuando la
pieza se encuentra en equilibrio. En esta situación, la pieza queda bloqueada
por uno de sus dientes, que contrarresta la fuerza de rotación que llega desde
el eje. El esquema se puede observar en el Diente analizado.
A
B
Diente analizado
Para simular esta situación se hará una simplificación de la siguiente forma: se
bloquearán los extremos del eje (A y B) y se aplicará presión en las superficies
del diente donde se supone que hay contacto con la pieza que impide el
movimiento. El material de la pieza es acero macizo.
Las propiedades del material y valores de presión aplicados no son importantes
a los efectos de este ejemplo, sólo interesa mostrar las opciones de
postproceso.
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22.. PPOOSSTTPPRROOCCEESSOO DDEE LLAA PPIIEEZZAA
Una vez realizado el cálculo ya se puede empezar el estudio de postproceso.
El postproceso de GiD permite la visualización de los resultados obtenidos a
partir del análisis.
2.1. Visualización de los resultados
1. Escoja la opción FilesàPostprocess.
2. En el menú Windows, escoja la opción View Results1. Aparece la ventana de visualización de resultados. Por defecto, no se visualiza ningún resultado al entrar en el postproceso.
3. En el menú View de la ventana View Results, escoja la opción Contour Fill.
Ventana de visualización de resultados.
4. En el menú Results escoja la opción NODAL V.MISES. Pulse Apply. Se obtiene la representación gráfica del cálculo VON MISES que nos da una idea del nivel de carga del material.
NOTA: En el apartado Steps de la ventana View Results, se listan todos los pasos del cálculo. Los pasos muestran, normalmente, los cálculos en función del tiempo. Se visualizará el cálculo del paso que esté seleccionado. En nuestro ejemplo sólo hay un paso.
1 También se puede escoger el resultado a visualizar mediante las opciones del menú View results.
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Visualización del cálculo VON MISES, con la opción Contour Fill.
5. Los menús View y Results se pueden combinar y ver los distintos cálculos con cada uno de los métodos de visualización. Por ejemplo, seleccione Contour Lines en el menú View y NODAL STRESS en el menú results. En el menú Components, escoja Sx (tensión según el eje X). Pulse Apply. Obtendrá la siguiente figura
Visualización de la componente X del cálculo NODAL STRESS, con la opción Contour Lines.
6. Vuelva a la visualización del cálculo VON MISES con la opción Contour Fill.
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7. La pieza se renderiza con una escala de colores que cubren el rango de valores calculados. En este ejemplo solamente interesa un rango determinado de resultados. Se puede adecuar la escala de colores de forma que el límite inferior sea 5.5e7 y el superior 1e9.
8. Escoja la opción OptionsàContouràDefine Limits2. Aparece la ventana Countour Limits. En el campo Max de esta ventana, introduzca 1e9, y en el Min, 5.5e7. Pulse Apply y obtendrá la figura.
Leyenda con valores por defecto.
Leyenda con los nuevos límites para la representación del cálculo VON MISES.
Ventana Contour Limits.
Introducción del límite inferior en el
Toolbox de postproceso.
2 Esta opción también está disponible en el Toolbox de postproceso.
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Visualización de la nueva escala de colores.
9. La gama de colores se reparte entre el 1e9 y el 5.5e7; todos aquellos valores que no están comprendidos en este rango, se visualizan de color negro. Es posible cambiar la visualización de estos valores. Por ejemplo, escoja las opciones
OptionsàContouràMin OptionsàOut Min ColoràMin Color y OptionsàContouràMax OptionsàOut Max ColoràTransparent. Los valores que están por debajo del rango de visualización se representan con el mismo color que el color mínimo Los valores que están por encima del rango de visualización no se dibujan y resultan transparentes.
Visualización de la escala de colores establecida en el punto anterior. Los valores calculados
en las zonas transparentes són superiores a 1e9.
10. Para restablecer los valores iniciales de los límites de visualización, escoja la opción OptionsàContouràReset Limit Values.
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11. Otra opción de visualización de resultados es la opción Iso Surfaces. Esta opción permite encontrar aquellos elementos del modelo que tienen asociado el mismo valor. Escoja la opción View Results à Iso Surfacesà Exact à NODAL_ V._MISES. GiD pide cuántas Iso Surfaces se desean visualizar; introduzca un 2. Introduzca a continuación los valores 1e9 y 5.5e7. Aparece en pantalla la visualización de aquellas superficies de elementos que tienen asociados los valores 1e9 o 5.5e7.
Visualización en distintos colores de aquellas superficies de elementos que tienen asociados
los valores 1e9 o 5.5e7.
12. Existen otras maneras de visualizar Iso Surfaces; con la opción View Results à Iso Surfacesà Automatic à NODAL_ V._MISES, deberá introducir el número de Iso Surfaces que desea visualizar. GiD automáticamente asigna un valor a cada una de las Iso Surfaces.
13. Con la opción View Results à Iso Surfacesà Automatic Widthà NODAL_ V._MISES, deberá introducir la distancia entre los valores de las distintas Iso Surfaces. GiD automáticamente creará tantas Iso Surfaces como sea posible.
Visualización de 8 Iso Surfaces con la
opción Automatic.
Visualización de Iso Surfaces con la
opción Automatic Width y un escalonado de 3,4e8.
NOTA: En el menú Optionsà Iso Surfaces se pueden encontrar los modos de visualización de las Iso Surfaces.
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14. También es posible la visualización de resultados con vectores. Se dibuja un vector para cada elemento de la malla. En la ventana View Results, escoja Display Vectors en el menú View y NODAL STRESS en el menú Results. En el menú Components, escoja Si (tensión según el eje i). Pulse Apply. Amplíe la zona indicada en la imagen y obtendrá la otra figura.
Visualización de los resultados con vectores.
15. Seleccione ahora All en el menú Components de la ventana View Results. Pulse Apply y obtendrá la figura.
Ampliación de las superficies que reciben presión y visualización de las tensiones
con vectores.
Visualización de todas las componentes
de Nodal Stress.
16. Los vectores son de color rojo si corresponden a una tracción y de color azul si corresponden a una compresión.
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2.2. Modos de visualización
1. Escoja la opción WindowsàView Style. Aparece una ventana donde se pueden cambiar las opciones de visualización de la geometría. Esta ventana está compuesta por distintos menús que caracterizan algún aspecto de la visualización de la figura; todos estos menús se pueden combinar para conseguir la visualización deseada.
Ventana de estilos de visualización.
NOTA: En el postproceso se clasifican los elementos de la malla en Meshes, Sets y Cuts. Se crea un nuevo Set para cada conjunto de superficies que compartan un mismo material; análogamente, hay un Mesh para cada conjunto de volúmenes con un mismo material. Los Cuts son cortes que se realizan en la geometría y que se realizan en postproceso.
En la ventana de estilos, se listan Meshes, Sets y Cuts. Para cada uno de ellos se puede escoger un color con la opción Color Change. Se pueden activar o desactivar (botones On y Off3) y se pueden eliminar (botón Del). En nuestro ejemplo existe un único volumen, por esto, sólo aparece un Mesh con el nombre de "Mesh1".
Los menús Style, Render, Culling y Conditions y las opciones Massive y Transparent afectan a la visualización de toda la malla.
3 Esta opción también se encuentra en el Toolbox de postproceso. Para obtener información de las herramientas del Toolbox haga click en el icono correspondiente con el botón derecho del mouse.
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2. Pruebe las distintas opciones que ofrece el menú Style3. Pulse Apply para ver los resultados.
Visualización con StyleàBoundaries.
Visualización con StyleàAll Lines.
Visualización con StyleàHidden Lines.
Visualización con StyleàBody.
Visualización con StyleàBody Bound.
Visualización con Styleà Body Lines.
3. Pruebe las distintas opciones que ofrece el menú Culling3 combinándolo con el menú Conditions y las opciones Transparent y Massive. Pulse Apply par a ver los resultados.
Cullingà Front Faces. CullingàFront Faces y opción Massive.
CullingàNone, ConditionsàGeometry y
opción Transparent.
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2.3. Visualización de la deformada
1. Escoja la opción Windowsà Deform Mesh. Aparece la ventana Mesh Deformation.
2. En el menú Style de la ventana Select & Display Style seleccione la opción Boundaries.
3. En la ventana Mesh Deformation, seleccione Deformation en Main Geometry. En Reference Geometry seleccione Original. Pulse Apply. Para poder distinguir mejor las dos geometrías, seleccione Body Bound en el menú Style de la ventana de visualización. Obtendrá la figura.
NOTA: Los cambios realizados en la ventana de modos de visualización no afectan a la geometría de referencia (Reference Geometry en la ventana Mesh Deformation).
NOTA: El campo factor de la ventana Mesh Deformation, indica el factor por el cual está multiplicado el desplazamiento de la deformada.
NOTA: En los apartados Steps de la ventana Mesh Deformation, se pueden selec-cionar los pasos que se desean visualizar.
Ventana Mesh Deformation.
Geometría original (Boundaries) y geometría deformada (Body Bound).
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4. Las visualizaciones de resultados se pueden ahora aplicar a la geometría deformada. Por ejemplo, en la ventana View Results, seleccione las opciones Contour Fill y NODAL V.MISES. Pulse Apply.
Visualización de resultados en la deformada.
NOTA: Los cortes que se realizan en la malla original, también se deforman cuando la malla se deforma; los cortes realizados en la malla deformada, se deformarán cuando la malla vuelva a su estado original.
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2.4. Cortes y divisiones
1. El postproceso de GiD puede cortar o dividir la malla para poder visualizar los resultados del interior de la pieza. Se empezará por cortar la pieza; escoja la opción Do cutsàCut planeà3 points4.
2. Con la ayuda de la opción Join C-a del menú Contextual del menú del mouse, seleccione los tres puntos que se indican en la imagen para definir el plano que corta la pieza.
3. Se obtiene un Cut. Se trata de un plano; para visualizarlo deberá poner a Off el "Mesh1" en la ventana Display Style .
Plano de corte definido por 3 puntos.
"Mesh1" en estado Off.
Plano resultante del corte.
NOTA: Los cortes que se realizan en la malla original, también se deforman cuando la malla se deforma; los cortes realizados en la malla deformada, se deformarán cuando la malla vuelva a su estado original.
4 Existe también la opción Do cutsàCut planeà2 points. El plano de corte se define por la línea que une los dos puntos y el plano perpendicular a la pantalla que contiene dicha línea. Las opciones de corte también se encuentran en el Toolbox de postproceso.
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4. En el menú View de la ventana View Results, escoja la opción Contour Lines, y en el menú Results escoja NODAL V.MISES. Pulse Apply. Se obtiene la visualización de los resultados en el corte que se había realizado.
Visualización de resultados en el corte.
5. En el menú del mouse, escoja la opción LabelàSelectàResults. Seleccione unos cuantos nodos y obtendrá el valor numérico del módulo de VON MISES para cada uno de ellos.
Visualización de valores numéricos del módulo de VON MISES.
6. Para volver a la visualización anterior escoja la opción LabelàOff del menú de mouse.
7. En la ventana Display Style ponga a Off el "Cut1" y a On el "Mesh1". Escoja la opción RotateàplaneXZ del menú del mouse.
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8. Escoja la opción Do cutsàSuccession. Esta herramienta permite realizar un número determinado de secciones equidistantes, en una determinada dirección a lo largo de un eje. Introduzca dos puntos que definan un eje como el de la figura.
Definición del eje.
9. Aparece una ventana donde se debe introducir el número de cortes que se desean. Para este ejemplo introduzca un 20. En la ventana Display Style ponga a Off el "Mesh1".
Cortes obtenidos con Do
cutsàSuccession sin visualización de resultados.
Ventana Display Style con la lista de todos los cortes que se han obtenido.
10. Utilice las ventanas View results y Display Style para visualizar los resultados en los cortes que se han obtenido.
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NOTA: Los cortes se pueden guardar en un archivo con la opción Filesàsave cut para poder ser utilizados en otra sesión GiD.
NOTA: Con la opción Optionsà Iso SurfacesàConvert to cuts se convierten las Iso Surfaces a Cuts.
11. Seleccione todos los cortes en la ventana Display Style y pulse en Del para eliminarlos. Ponga a On el "Mesh1". Escoja la opción RotateàplaneXY del menú del mouse.
12. Escoja la opción Do cutsàDivide Meshà2 points. Con esta opción la malla se divide (sin cortar los elementos) por un plano, que se puede definir con 2 o tres puntos, y se selecciona el lado que se desea obtener. Se crea una nueva malla que contiene el lado seleccionado. Introduzca dos puntos para definir el plano que dividirá la pieza tal y como se muestra en la imagen.
Eje de corte.
13. Haga click en el lado derecho del plano para indicar que es el lado que se desea obtener. Después de poner a Off el "Mesh1", obtendrá la figura.
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Malla dividida visualizada con VON MISES y Contour Fill.
NOTA: Las herramientas de división se clasifican en tres grupos: Divide mesh, Divide Sets y Divide lines. En todos los casos se pueden dividir las entidades definiendo 2 o 3 puntos.