Straus7: costruzione di modelli

Creazione di modelli ad elementi finiti in Straus7

Possibilità illimitate di creare entità
Straus7 non pone alcun limite al numero di nodi o di elementi, o al numero di equazioni. Tutte le limitazioni imposte sono generalmente dovute ai limiti dell'hardware. Per esempio, il numero massimo di condizioni di carico (load cases) è 32768, quantità che non costituisce un limite pratico per i reali scopi di modellazione.

Undo e redo
Straus7 offre possibilità di undo illimitate e potenti. Si possono annullare tutti i cambiamenti effettuati alla modellazione, non importa quanto complessi siano o quante entità ne siano influenzate. La funzione di redo permette di invertire l'effetto del precedente comando undo. E' possibile annullare un passo alla volta o anche annullare un qualsiasi numero di azioni contemporaneamente. Il comando undo resta disponibile anche dopo che il modello viene salvato.

Rotazione dinamica in tempo reale
E' possibile ruotare, ingrandire/rimpicciolire e traslare l'intero modello in tempo reale, usando soltanto il mouse. Questa caratteristica è disponibile in modalità wireframe o in modalità di visualizzazione solida e completamente ombreggiata, e non richiede schede grafiche speciali o acceleratori grafici. La modalità wireframe è particolarmente utile per la rotazione dei modelli molto grandi. Le funzioni automatiche di rilevazione ed estrazione dei bordi generano rapidamente un'immagine wireframe molto rappresentativa della struttura e contenente un numero di linee relativamente piccolo.

Il sistema dinamico di rotazione di Straus7 è originale e molto intuitivo; permette di manipolare completamente i sei gradi di libertà, usando soltanto il mouse - non è richiesto di premere tasti supplementari o selezionare altre opzioni da un menu. In modalità post-processing, e' possibile con il mouse persino cambiare dinamicamente la scala di rappresentazione degli spostamenti in tempo reale.

Rotazioni in modalità solida.

Rotazione in modalità wireframe. Si noti che per la rappresentazione e' utilizzato un numero limitato di linee.

Generazione automatica della mesh
Straus7.2 è fornito di strumenti automatici per la generazione della mesh, funzionanti direttamente sulla geometria. E' possibile generare automaticamente elementi plate a 4 e 8 nodi da regioni bidimensionali, elementi a 4 nodi e tetraedrici a 10 nodi da regioni 3D. Straus7 fornisce strumenti potenti di definizione della geometria per il mesher automatico. In alternativa, e' possibile importare per le geometrie più avanzate i dati generati col CAD. Sono supportati sia il formato di AutoCAD DXF che il formato Spatial ACIS.





Gruppi
Per organizzare e gestire modelli di grande dimensione, e' possibile operare per gruppi. Occorre creare un insieme di gruppi, che possono essere organizzati in una appropriata gerarchia a propria scelta. Occorre poi assegnare gli elementi a ciascun gruppo. Di ogni gruppo e' possibile mostrare e nascondere gli elementi, selezionare elementi e visualizzarne i risultati.



Sistemi di coordinate definiti dall'utente
E' possibile definire propri sistemi di coordinate, che possono essere cartesiani, cilindrici, sferici o toroidali. I sistemi di coordinate locali possono facilitare di molto la costruzione dei modelli.

Sezioni di trave definite dall'utente
Per gli elementi beam e' possibile definire sezioni trasversali arbitrarie. Straus7 consente la visualizzazione di queste travi in modalita' solida sia in fase di pre-processing che in fase di post-processing. Per queste sezioni definite dall'utente, Straus7 calcola tutti i parametri statici, ivi comprese le costanti di torsione effettive (momenti di inerzia a torsione).

Passo 1: si definisce la sezione trasversale arbitraria usando una normale mesh bidimensionale di elementi plate.

Passo 2: vengono determinate le proprietà della sezione e viene creato un file BXS di Straus7. In tale modo si memorizzano la descrizione e le proprietà della sezione.

Passo 3: dopo aver assegnata la sezione a un elemento beam del modello, e' possibile visualizzare l'elemento in modalita' solida, con la sua sezione.

Le sezioni di piu' comune impiego possono essere definite facilmente usando il generatore di sezioni standard.

Rappresentazione degli elementi plate con il loro spessore
Straus7 può visualizzare lo spessore dell' elemento plate. Ciò permette di visualizzare chiaramente lo spessore relativo ad ogni piastra e aiuta a verificare se sono presenti errori.

Si possono visualizzare facilmente i risultati --- quali le tensioni --- su entrambe le superfici dell'elemento plate simultaneamente.

Strumenti di verifica
Straus7 offre molti strumenti di verifica della mesh, come la visualizzazione dei bordi liberi. E' possibile visualizzare con mappe di colore molte quantità, compreso il rapporto tra le dimensioni, il volume, la pressione e la temperatura applicate.

La visualizzazione dei rapporti tra le dimensioni dell'elemento sugli elementi plate contribuisce a trovare gli elementi eccessivamente allungati o collassati.

Le mappe di colore che rappresentano il volume degli elementi brick contribuiscono a trovare gli elementi collassati.

La mappatura delle pressioni può essere un modo alternativo di visualizzare la pressione applicata. Essa aiuta anche ad individuare le zone della mesh a cui sono applicati valori errati, così come a determinare il range completo della pressione agente sugli elementi.

La mappatura dei valori dell'angolo interno (internal angle) può essere usata per trovare gli elementi plate distorti.

Sub-modelling
Il sub-modelling (o sotto-modellazione) permette di estrarre parti di un modello e salvarle in files separati; vengono automaticamente applicate al contorno della parte, le condizioni esistenti nel modello intero d'origine. Questo strumento permette di infittire la mesh localmente senza dover rilanciare la soluzione per l' intero modello.

Passo 1: creare una prima mesh grossolana e calcolare la soluzione.

Passo 2: estrarre il sotto-modello e verificare che i risultati siano gli stessi del modello completo originale.

Passo 3: infittire il sotto-modello e rilanciare il calcolo per ottenere una soluzione piu' dettagliata. Le condizioni al contorno sono interpolate automaticamente dagli strumenti di affinamento della mesh.

Inserimento di equazioni
E' possibile fornire espressioni matematiche al posto dei valori numerici. Per esempio, e' possibile assegnare forze nodali e pressioni sugli elementi plate che siano funzione della posizione. L' applicazione di una pressione idrostatica in direzione Y può essere effettuata facilmente fornendo un'equazione quale ad esempio " 1000*9.81*(Y-23.4) ". Possono essere utilizzate variabili riferite ad un qualsiasi sistema di coordinate.

Condizioni di vincolo multiple
Si possono calcolare i risultati per diverse condizioni di vincolo (freedom cases) applicate allo stesso modello. Questa funzione è particolarmente utile se si vogliono combinare gli effetti di differenti condizioni. E' sufficiente risolvere le varie condizioni, salvarle in file separati, ed utilizzare poi il comando Combine Results Files.