7.- Mensaje de Error de NX Nastran: “Run Terminated Due to Excessive Pivot Ratios”

Este es el mensaje de error más típico y habitual que sufre el usuario de NX Nastran al ejecutar el análisis estático lineal (SESTATIC SOL101) de un modelo de elementos finitos. La causa en general se debe a la existencia de una “singularidad” en forma de mecanismo, el modelo no está correctamente restringido para prevenir movimientos de cuerpo rígido, o el usuario se ha despistado y no ha “mergeado” nodos coincidentes.

Cuando un sistema de ecuaciones lineales es “singular” significa que es imposible una única solución y por tanto la matriz de rigidez no se puede invertir. NX Nastran considera singular que un Grado de Libertad no tenga ninguna rigidez estructural, o ésta sea muy reducida. La siguiente imagen (Fig.1) constituye un caso clásico de matriz de rigidez “singular”, para que el análisis por elementos finitos tenga éxito hay que restringir correctamente el modelo (Fig.2):


Fig.1: Viga con movimiento de cuerpo rígido


Fig.2: Viga correctamenta restringida

Si miramos en el fichero de salida de NX Nastran (*.F06) veremos el mensaje de error indicando los Nodos y GDL que presentan la singularidad por movimientos de cuerpo rígido.

Una forma de “forzar” a NX NASTRAN para que resuelva el análisis sin “rechistar” es introduciendo el comando “PARAM,BAILOUT,-1” en la sección “Nastran Bulk Data“. Pero cuidado!!, este comando debe utilizarse únicamente para detectar el error de modelado y ver qué pieza sale despedida al animar los resultados de desplazamientos y corregir el modelo, PERO NUNCA CON MODELOS FINALES DE PRODUCCIÓN ya que los resultados podrían ser incorrectos.

Por ejemplo, la siguiente imagen muestra una estructura de celosía en voladizo mallada con elementos CROD uniaxiales bi-articulados que tras ejecutar el análisis estático lineal (SESTATIC SOL101) da error. En efecto, utilizando el comando “PARAM,BAILOUT,-1” conseguimos resolver el modelo, pero observando la animación de la deformada no detectamos nada extraño, la deformada es correcta, propia de una viga en voladizo, y los resultados de desplazamiento no son exagerados.

En este caso, el recurso más eficiente es ejecutar un Análisis de Frecuencias (SEMODES SOL103) mediante el cual obtendremos con NX NASTRAN los diferentes modos de vibración de valor cercano a 0.0 Hz, que justamente coincidirán con los movimientos de cuerpo rígido del modelo.

La figura inicial corresponde a la animación del primer modo de vibración de la estructura, tras cuya observación nos damos cuenta que tanto el cordón superior como el inferior están formados por “cuadriláteros articulados”, no por “triángulo rígidos”. Asimismo, las secciones transversales intermedias en los planos “Y-Z” están formadas por cuadriláteros, por tanto la estructura presenta numerosos mecanismos de movimiento de cuerpo rígido en la dirección del eje-Z (GDL T3), si no se arriostra transversalmente la estructura o no se incluyen diagonales en los diferentes cuadriláteros el diseño de “celosía biarticulada en voladizo” no es correcto.

Este recurso de análisis de frecuencias es el “truco clásico de soporte” que llevo utilizando toda la vida profesional para responder a mis clientes cuando me consultan por errores de cálculo en sus modelos de elementos finitos, es simplemente contundente y efectivo, una maravilla. Así que ya sabéis, utilizadlo cuando tengáis problemas, ¿OK?.

Os he preparado un tutorial más detallado en la siguiente dirección: http://www.iberisa.com/soporte/femap/excessive_pivot_ratios_nxnastran_error.htm

Saludos,
Blas.

5 thoughts on “7.- Mensaje de Error de NX Nastran: “Run Terminated Due to Excessive Pivot Ratios”

  1. En todos los vídeos , se nota tu profundo conocimiento , y dedicación.
    Gracias Blas por compartir tu saber, es unos de los caminos para salir de la crisis, compartiendo conocimientos y abriendo oportunidades.

    Un Abrazo

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  2. Dear Mr. BLAS,
    Could you please to give me some guides in creating Cable structure in FEMAP?
    I have calculated catenary curve of incline cable with its self-weight and initial tension. Now, I try to import it in FEMAP. I new one in FEMAP, types of FEMAP element make me so confusing.
    Could you give me advice.
    Thank you in advance!
    Best regards,
    Hung

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    • Dear Hung,
      With the NX NASTRAN Basic Nonlinear Analysis module (SOL106) the elements CROD, CONROD, and CTUBE may have material nonlinear extensional properties, with linear torsion. You may supply plastic or nonlinear elastic material properties. Since the stress-strain curve for compression need not be the same as for tension, this element can, for example, be used to model cables which cannot carry tension. I should like to make a video explaining how to use it because it is very interesting for me as well, stay tuned!!.
      Best regards,
      Blas.

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  3. hola! saludos desde Mexico, soy Arquitecto y estoy diseñando un bar, y tengo un voladizo q embona perfecto con una estructura como la que planteas, como recomendacion me darias una idea para el cimiento y materiales a utilizar en estos y en la estructura en sí, el largo del voladizo es de 7.8 metros, y el ancho de 4.35 metros, conectado a un modulo de servicio de 10 metros de largo por 5 metros de ancho, te lo agradeceria mucho.

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  4. Dear Mr. Blas

    Could you please give some guides / tutorial about creating simulation using NX Nastran solver about 2 part collision to each other ? I wonder how to create the simulation like this video http://www.youtube.com/watch?v=CeJGQ1ixqt0&list=PL_x-V02WBuUXLDQg0ZonKIN2rsa9RPNcx
    because i want to create 2 parts, and the the parts will collide to each other, so i can figure out what is the reaction of each part with specified parameter (such as Force / pressure).

    thank you,
    Best regards,

    Daniel

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