Aprendiendo ANSYS – Crear y calcular un Load Step

En la clase “Aprendiendo ANSYS-Diferencia Load Case de Load Step” aprendimos la diferencia entre un Load Step y un Load Case. En la clase “Aprendiendo ANSYS-Crear casos de carga”  aprendimos como crear diferentes casos de carga o Load Cases. En esta clase vamos a aprender a crear y calcular los Load Steps en ANSYS. Recordamos que es un Load Step en ANSYS:

·         Load Step: Es simplemente una configuración de cargas y condiciones de contorno. Por ejemplo, el Load Step 1 puede ser el peso propio de tu edificio con sus condiciones de suelo y el Load Step 2 puede ser la sobre carga en un piso de tu edificio con otras condiciones de suelo. Es importante recordar que el número de elementos seleccionados tiene que ser el mismo en todos los Load Step, y será igual al que hayamos seleccionado para el primer Load Step. Los Load Steps se pueden guardar en ficheros en el ordenador y luego leerlos para resolverlos. Esto es lo que aprenderemos aquí

IMPORTANTE: Tenemos que recordar que cualquier cambio que hagamos a los materiales (MP), a los nodos acoplados (CP), a los reales (R) o ecuaciones de ligadura (CE) no se guardarán en los nuevos Load Step.

En esta clase vamos a ver con ejemplos como guardar un Load Step, cómo leerlo y cómo calcularlo. Primero vemos los comandos a usar y luego los aplicamos en ejemplos:

·         Para guardar un Load Step usamos LSWRITE, LSNUM donde LSNUM es un número que tú elijas. Los Load Step se guardan en el ordenador con el nombre y extensión como sigue: JobName.sXX donde Jobname es el nombre que hemos usado al iniciar nuestro modelo en ANSYS y XX es el valor usado en LSNUM. Por ejemplo si nuestro Jobname fuera “lsdef” y usamos LSWRITE, 3 se guardaría un fichero en nuestro ordenador lsdef.s03

·         Una vez que los hemos creado, estos Load Step pueden ser leídos para o bien ver las cargas y condiciones de contorno aplicados o bien para resolverlos luego. Para leerlos usamos LSREAD, LSNUM. Es importante que el Jobname sea el de nuestro fichero sXX, ya que si no, no va a encontrarlo. Es decir, si nuestro caso de carga se llama lsdef.s04, tenemos que asegurar que nuestro Jobname es “lsdef” y estaríamos usando el comando LSREAD, 4. IMPORTANTE: En necesario que no haya cargas o apoyos ya aplicados en nuestro modelo. Si hubiera alguna carga o apoyo en nuestro modelo y estuviera aplicado en nodos distintos a los que vamos a cargar nuestras nuevas cargas/apoyos del Load Step que estamos leyendo, el modelo contendría ambas al final. Recordad eliminar todo o simplemente volver a cargar el modelo (.db) sin cargas ni apoyos.

·         También se puede directamente leer y resolver el Load Step en ANSYS. El comando a usar es LSSOLVE, LSMIN, LSMAX, LSINC. Con este comando resolvemos los Load Cases que van de LSMIN a LSMAX (es decir de Jobname.sLSMIN a Jobname.sLSMAX). LINC hace referencia a cuanto es el incremento de número, es decir, calcularemos LSMIN, LSMIN+LSINC, SLMIN+2*LSINC… así hasta llegar a LSMAX. Para entenderlo mejor veremos un ejemplo a continuación (Ejemplo 4 de código de ANSYS).

Ejemplo 1 de código de ANSYS - LSWRITE

! Para este modelo suponemos que hemos creado ya nuestra geometría, nuestras condiciones de contorno y nuestras cargas deseadas

LSWRITE,1 ! Creamos un Load Step de número 1. En nuestro ordenador se creará un archivo de nombre Jobname.s01. Recordamos que podemos cambiar el Jobname en FileàChange Jobname.

!Recordamos que el Jobname de nuestro modelo se encuentra en la parte superior de nuestra ventana de ANSYS como se muestra en la siguiente imagen:

!Creamos otras condiciones de contorno y otras cargas deseadas pero con la misma geometría y propiedades, no podemos cambiarla ya para el conjunto de Load Step

LSWRITE,2! Hemos creado un Load Step nuevo, de número 2. En nuestro ordenador se creará un archivo de nombre Jobname.s02 (en el caso de la imagen de arriba sería LCdef2.s02).

Ejemplo 2 de código de ANSYS - LSREAD

!Ahora, por ejemplo, queremos resolver el caso de carga primero, el Load Step 1. Podemos hacerlo de dos modos, bien leyendo el Load Step y luego resolviéndolo o leyendo y resolviendo al mismo tiempo. Es importante que el modelo (base de datos .db) que tenemos cargada sea la misma que con la que hemos creado el Load Case. En este ejemplo vamos a leer primero el Load Step y luego lo resolvemos

LSREAD, 1 !Con este comando vamos a cargar las cargas y los apoyos de nuestro modelo. Recordad que nuestro modelo no debe de contener cargas o condiciones ya aplicados. Recomendamos que carguéis de nuevo la base de datos con un modelo sin apoyos ni cargas y que luego leáis el Load Step para asegurar que no haya cargas/condiciones de contorno en el modelo antes de leer el Load Step.

/SOLU  ! Para realizar cálculos entramos en el menú de Solution

ALLS  ! Antes de lanzar un cálculo, recomiendo seleccionar todos los elementos del modelo

SOLVE   !Resolvemos el modelo. Como no hemos especificado nada y si nuestros materiales y cargas son lineales, se realizará un cálculo estático lineal.

Recomendamos leer la clase “Aprendiendo ANSYS- Cálculo estático” para entender cómo hacer cálculos estáticos lineales

Ejemplo 3 de código de ANSYS - LSSOLVE

!En este ejemplo suponemos que ya hemos creado los dos Load Steps del Ejemplo 1, que se han llamado LCdef2.s01 y LCdef2.s02 (recordamos que LCdef2 es el jobname, podría haber sido cualquier otro nombre el Jobname) y queremos resolverlos.

/SOLU  ! Para realizar cálculos entramos en el menú de Solution

ALLS   ! Antes de lanzar un cálculo, recomiendo seleccionar todos los elementos del modelo

! No hace falta asegurarse en este caso  que no hay ninguna carga ni condición de contorno en vuestro modelo antes de lanzar la siguiente línea ya que ANSYS borra todo lo relacionado con otros Load Step anteriores antes de lanzar el cálculo. Ojo, con LSREAD no se borra lo que hay en el modelo, añade la información del Load Step leído sin borrar lo anterior

LSSOLVE,1,2,1   !Con este comando le decimos a ANSYS que cargue y resuelva los Load Steps del número 1 al 2. El parámetro “1” podríamos omitirlo ya que es un valor por defecto. Hace referencia al incremento. El Ejemplo 4 explica este parámetro.

Ejemplo 4 de código de ANSYS - LSSOLVE

!En este ejemplo suponemos que ya hemos creado los 8 Load Steps, que se han llamado LCdef2.s01, LCdef2.s02… LCdef2.s03 y queremos resolver el s02, s04 y s06 y s08.

/SOLU  !Para realizar cálculos entramos en el menú de Solution

ALLS !Antes de lanzar un cálculo, recomiendo seleccionar todos los elementos del modelo

LSSOLVE,2,8,2   !Con este comando le decimos a ANSYS que cargue y resuelva los Load Steps del número 2 al 8 pero con incremento 2. El parámetro “2” hace referencia al incremento, es decir, si quiero que resuelva todos los casos entre el 2 y el 8 o que resuelva cada cierto número. En nuestro caso estamos queriendo decir que resuelva todos los casos entre el 2 y el 8 con incremento 2, entonces resolverá el 2, el 4, el 6 y el 8. Dejaría el resto sin resolver.

Ejemplo 1 de interfaz gráfica en ANSYS - LSWRITE

1.      Entramos en “Solution” que es donde encontraremos todo lo relacionado con cargas, condiciones de contorno, Load Cases, Load Steps y resolver modelos. Entramos dentro de Load Step Opts ya que estamos viendo como guardar Load Steps. Finalmente pinchamos en Write LS File para guardar en nuestro ordenador el Load Step. Se abrirá una ventana

2.      Seleccionamos el número del Load Step, puede ser entre 1 y 99. Vemos que nuestro Jobname se llama “lcdef2” y que hemos elegido el Load Step número 3. Nuestro resultado será un fichero en el ordenador que se llama lcdef2.s03

3.      Vemos una captura del fichero creado en nuestro ordenador llamado lcdef2.s03. Este fichero contiene las cargas y las condiciones de contorno. NO ES UN MODELO (data base), es un fichero que cargamos en nuestra data base (.db) que contiene cargas y condiciones de contorno

4.      En este caso se habrán guardado los apoyos de la izquierda y de la derecha, el apoyo en medio de la losa y la carga vertical aplicada en un nodo en nuestro fichero lcdef2.s03.

Ejemplo 2 de interfaz gráfica en ANSYS - LSREAD

1.      Entramos en “Solution” à Load Step Opts à Read LS File

2.      Seleccionamos el número del Load Step que queremos leer, puede ser entre 1 y 99. Vemos que nuestro Jobname se llama “lcdef2” y que hemos elegido el Load Step número 3. Pinchamos en OK. ANSYS leerá de nuestro ordenador el archivo que se llama lcdef2.s03, que es el que hemos creado en el ejemplo anterior.

3.      Vemos una captura del modelo después de haber leído el Load Step. Como vemos nuestro modelo contiene las condiciones de contorno y las cargas que habíamos guardado en el ejemplo anterior

Ejemplo 3 de interfaz gráfica en ANSYS - LSSOLVE

1.      Entramos en “Solution” à Solve à From LS files.

2.      Decimos que calcule del Load Step 2 al Load Step 3 de 1 en 1. Para entender estos parámetros recomendamos leer el “Ejemplo 4 de código de ANSYS – LSSOLVE” explicado más arriba

3.      Pinchamos en Ok para resolverlos

Ejemplo 4 de interfaz gráfica en ANSYS – Ver los Load Steps calculados

1.      Entramos en “General Postprocess” ya que se trata de ver algo “después del cálculo”. Dentro de este menú tenemos un apartado que se llama “Results summary” que si pinchamos nos desplegará una ventana

2.      Como vemos, tenemos 3 líneas que hacen referencia a los tres Load Steps que hemos calculado.

3.      En el apartado de Read Results podemos ir cargando los resultados de los diferentes Load Step calculados. En el apartado de List, en el menú superior podríamos mostrar cual es el Load Step cargado pero no es objeto de esta clase.

Recomendamos leer la clase “Aprendiendo ANSYS- Cálculo estático” para entender cómo hacer cálculos estáticos lineales