Ansys Rocky jest narzędziem wykorzystywanym w wielu gałęziach przemysłu, w których wstępują różne materiały sypkie takie jak kruszywa, żywność, tabletki czy ziarna. Metoda DEM, na której bazuje Ansys Rocky nie tylko bierze pod uwagę wszystkie siły działające na cząstki, ale również pozwala na przewidywanie ich zachowania w różnych warunkach procesu. Dzięki zdolności do tworzenia symulacji zawierających dużą ilość cząstek o różnych kształtach, zapewnia użytkownikowi szybkie i dokładne przewidywanie wydajności analizowanego procesu. Te niewątpliwe zalety powodują, iż oprogramowanie to jest stosowane w wielu sektorach przemysłu, w tym w górnictwie, przemyśle ciężkim, rolnictwie czy przemyśle chemicznym i farmaceutycznym.
- Sprzężenie DEM-FEA
- Ograniczenie geometrii na potrzeby analizy sprzężonej DEM-FEA
- Tworzenie siatki na potrzeby Ansys Rocky
- Podsumowanie
Sprzężenie DEM-FEA
Schemat sprzężenia DEM-FEA jest dosyć przejrzysty dla użytkownika. Śledzone są obciążenia wywołane przez cząstkę w każdym węźle siatki geometrii. Wyniki symulacji zostają wyeksportowane w postaci pola ciśnienia do Ansys Mechanical. Wynikowo użytkownik może wyznaczyć np. odkształcenia geometrii wywołanych przyłożoną siłą. Rysunek 1 pokazuje strukturę sprzężenia, a konkretnie eksport ich do Ansys Mechanical.
Ograniczenie geometrii na potrzeby analizy sprzężonej DEM-FEA
Przeprowadzając analizy sprzężone DEM-FEA użytkownik może ograniczyć geometrię biorącą udział w symulacji tylko do miejsc, w których transportowany materiał ma kontakt z domeną. W przedstawionych na rysunkach 2 i 3 wynikach analiz DEM oraz FEA zamodelowany został zrzut materiału do wnętrza wagonu. Wykonanie zaprezentowanej symulacji pozwoliło na zbadanie naprężeń i odkształceń wynikających z rozmieszczenia masy wewnątrz wagonu, a także zmienność tych parametrów w czasie.
Tworzenie siatki na potrzeby Ansys Rocky
Do programu Ansys Rocky można zaimportować plik w formacie *.msh, czyli np. siatkę stworzoną do symulacji wytrzymałościowej. Takie podejście pozwala na spójność siatek numerycznych, a tym samym jednakowe pole ciśnień dla obu symulacji – DEM i FEA. W przypadku symulacji DEM użytkownik ogranicza czas symulacji przez brak konieczności generowania dodatkowej siatki dla symulacji w Ansys Rocky.
Rocky DEM jest oprogramowaniem będącym komponentem Ansys Workbench i nie wymaga od użytkownika żadnej zewnętrznej wtyczki do prowadzenia sprzężeń. W środowisku Workbench nie tylko użytkownik ma możliwość na prowadzenie złożonych symulacji uwzględniający wiele fizyk, ale także może definiować wiele przypadków parametrycznych (rys. 4).
Podsumowanie
Analizy strukturalne zarówno ustalone jak i nieustalone w czasie mogą być rozwiązywane z wykorzystaniem Ansys Rocky i Mechanical. Zastosowanie sprzężenia DEM-FEA pozwala na uchwycenie szerokiego rozkładu materiału i predykcję odkształceń wynikających z rzeczywistej masy działającej na urządzenie. Wykorzystanie symulacji łączącej oba oprogramowania pozawala na precyzyjne analizy mechaniczne, a dodatkowo w Ansys Rocky użytkownik może wykorzystać kilka kart graficznych, co znacząco optymalizuje czas trwania symulacji.
Autor: Maciej Bara, MESco sp. z o.o.
Źródła:
https://rocky.esss.co/blog/why-use-dem-fea/
https://mesco.com.pl/modelowanie-materialow-sypkich-w-rocky-dem/