Чигарев А.В. - ANSYS для инженеров

УДК 004.9(03) ББК 32.973 Ч-58 Рецензент; д-р техн. наук, профессор В.Г.Малинин Чигарев А.В., Кравчук А.С., Смалюк А.Ф. Ч-58 АХЯУЯ лля инженеров: Справ. пособие. Мл Машиностроение-1, 2004. 512 с. Целью книги является обучение пользователя основам использования АХВУВ для решения инженерных задач. В книге дано описание применения средств графического интерфейса пгнэграммы для создания твердотельных моделей, их разбиения, выбора физической модели повеления материала, выполнения и визуализации результатов. Зто по мнению авторов должно существенно облегчить обучение студентов, инженеров н научных работников использованию АХВУБ.

Для иллюстрации материала приведен ряд примеров решения задач расчета на прочность с иснользоаанием упругих и пластичных материалов, а также простейшая задача теплообмена. Подробно рассмотрены все важные этапы подготовки задачи, ее решения и отображения результатов. Примеры сопровождаются подробными пояснениями использования пунктов главного меню, и где эю возможно, текстом соответствующих команд. Книга ориентирована на читателя, имеющего определенное представление о принципах работы различных пакетов САПР, а также базовые знания в области механики твердого тела и теплообмена. Может быть использована в качестве справочного пособия студентами старших курсов технических вузов и инженерами при проведении проектно-конструкторских работ.

© Чнтарев А.В., Кравчук А.С., Смалюк А.Ф., 2004 © "Издательство Машиностроение-1", 2004 1ЯВРч 5-94275-048-3 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ Выход из АМБУ8 . 25 27 39 56 Глава 1. ГРАФИЧЕСКИЙ ИНТЕРФЕЙС И КОМАНДНАЯ СТРОКА Основные элементы графического интерфейса системы АХЗУЗ Работа с файлами моделей Сохранение файла модели Открытие существующего файла с моделью .......... „,...,. „. Создание новой модели Нумерация компонентов модели ...........,. Изменение положения модели иа экране ...

Глава 2. СРЕДСТВА СОЗДАНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДЕТАЛИ В АХВЪ'В ..................................... Общая характеристика средств моделирования ..................... Создание ключевых точек . Дополнительные средства создания ключевых точек.... „, ... „, ... Создание линейных примитивов 1прямые линии, дуги, сплайны и др.) . Дополнительные средства создания линейных примитивов ........ Создание базовых двумерных примитивов (прямоугольник, круг и т.д.) Создание прямоугольников на рабочей плоскости . Создание сектора кругового кольца, круга, сектора Создание правильных плоских многоугольников ..

Создание поверхности произвольной формы ....... Создание объемных примитивов Создание параллелепипеда...,......................... 14 15 19 20 21 23 24 31 31 33 36 61 61 66 72 76 83 83 Создание цилиндра, пустотелого цилиндра, сектора пустотелого цилиндра Создание правильной призмы ................................. Создание шара, шара с шаровой полостью .................. Создание конуса, конического сектора......,........,......, Создание тора,тороидального сектора...,.................- Создание объемов произвольной формы на основе вершин . Создание объемов произвольной формы на основе по- верхностей Создание объемов вытягиванием .

Создание объемов с помощью вращения набора поверх- ностей . Создание объема выдавливанием участка поверхности вдоль нормали .......... „......„„„ Создание объемов выдавливанием ......................,.... 88 94 98 103 106 108 109 110 112 114 115 Глава 3. СРЕДСТВА ОТОБРАЖЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ МОДЕЛИ .

116 Списки компонентов . 116 Команда и пункты меню утилит для вывода списка всех ключевых точек,.....,............ 116 Команда и пункт меню для вывода списка всех линий ..... 118 Команда и пункт меню для вывода списка всех поверхностей .. 1!9 Команда и пункты меню лля вывода списка всех обьемов . 120 Средства создания выборочного списка компонентов и их необходимых атрибутов ...................................

121 Команды для отрисовки компонентов модели........................ 123 Команда для отображения на экране выбранных ключевых точек 123 Команда отображения линий ....,.....,...........„.„...„, Команда отображения поверхностей .....,..... „...,. Команда отображения объемов ........,.......... „„...,... Выбор активных компонентов модели для просмотра и редактирования .. 124 125 126 127 Глава 4. СРЕДСТВА РЕДАКТИРОВАНИЯ ... Операции с ключевыми точками Операции с линиями . Операции с поверхносгями,. Операции с обьемамн . Дополнительные средства редактирования компонентов в АМ8УБ Создание модели с помощью булевских операций ......., ......,... Общие сведения Установка опций булевскнх операций ..........,.

Пересечения геометрических фигур ............. ! 1опарное пересечение геометрических фигур ... Сложение. Вычитание Вычитание рабочей плоскости .. Наложение (перекрытие) ......... Склейка .. Примеры создания твердотельных моделей средствами АЬ!ВУБ для решения физических задач Предварительные действия. Выбор системы физических единиц . Пример 1. Распределение напряжений в плоском образце с концентратором ........,.....,...........,...,.... Пример 2. Определение напряжений в гребенке с трапецендальными зубьями (плоская задача) ......................

135 135 142 156 162 167 !68 168 168 170 175 177 179 187 189 191 192 !93 !93 204 Пример 3. Расчет напряженно-деформированного состояния в плоскости кривошнпа коленчатого вала 219 Пример 4. Распределение температур в поперечном сечении строительного перекрытия .............."... 226 Пример 5. Изгиб пружины с шагом витка 0,006 м поддействнем силы тяжести ..............,....

""""" 235 242 246 250 Задачи механики твердого тела .. 276 Примеры определения свойств материалов средствами АХЯУ8 для решения физических задач „ 279 Последовательность действий при определении свойств изотропных упругих материалов для примера 1 279 285 Определение козффициента изотропной теплопроводности для примера 4...........................

288 291 Глава 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ КОНСТАНТ МАТЕРИАЛОВ, УЧАСТВУЮЩИХ В РЕШЕНИИ ЗАДАЧ В Ай)КУЯ.. Общая характеристика, Выбор типа решаемой задачи ..........,...........,....... Выбор физической модели ...,............................. Понятие о задачах теплообмена, выполняемых в АХЯУЯ. Дополнительные средства работы со свойствами материалов в АМЗУБ Последовательность действий лри определении упруго- пластических свойств изотропных материалов гбилинейное кинематическое упрочнение) для примеров 2 и 3 Последовательность действий при использовании ранее созданной модели линейного изотролного материала для примера 5 ..

242 242 243 Глава 6. КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЕ РАЗБИЕНИЕ МОДЕЛИ 294 294 Элементы. Общие свеления . 294 Вырожленные элементы,. 295 Обычные и квадратичные элементы ... 296 Выбор используемых элементов... Основныеэлементы . Общие сведения о МевпТоо! . Указание размеров элементов 299 308 309 Установка размеров элементов "по умолчанию" ......, 309 Установка размеров элементов для отдельных компо- 311 нентов модели .

326 326 "по умолчанию" . Назначение атрибутов отдельным объемам .. 328 Назначение атрибутов отдельным поверхностям ...... 329 Назначение атрибутов отдельным линиям... 330 Назначение атрибутов отдельным ключевым точкам 332 333 Построение разбиения модели .

333 Выбор геометрии элементов .. 334 Разбиение объемов . 335 Разбиение поверхностей... 337 Разбиение линий 339 Разбиение ключевых точек .. Дополнительные параметры, используемые при разбиении модели . Назначение пользователем атрибутов, используемых Эксзренное прерывание операции разбиения .. 339 Проверка формы элементов .. 340 Выключение проверки формы элементов или режима только замечаний 341 Удаление сетки . 345 345 35! 351 355 360 361 380 39! 401 403 Глава 7.

ОГРАНИЧЕНИЯ И НАГРУЗКИ В А!ь15УВ .... Общие сведения Определение ограничений и нагрузок ..............., „, „... Наложение ограничений ................................ Сосредоточенные нагрузки в АХНУВ ......,......,. Распределенные нагрузки в АХНУВ ................. Простейшие способы использования объемных грузок. Инерционные нагрузки в АХЗУБ .... „..., 415 415 417 417 426 431 на- Изменение разбиения модели ..

Локальное уточнение сетки Дополнительные возможности построения разбиения в А1чВУэ Создание разбиения на балочные элементы с узлами ориентации . Создание объемной сетки вытягиванием ................. Примеры создания конечно-элементных разбиений твердотельных моделей . Пример 1. Построение упорядоченного разбиения плоского образца с концентратором ...,...,..............

Пример 2. Построение разбиения плоской гребенки с зрапецеидальными зубьями ...................,. „.......... Пример 3. Конечно-элементное разбиение модели кривошипа коленчатого вала ................................ Пример 4. Распределение температур в поперечном сечении строительного перекрытия ........................ Пример 5. Изгиб пружины с шагом витка 0,006 м под действием силы тяжести .....,....,......,...............,... Решение контактных задач Просмотр списка нагрузок, действуюших на модель .... Просмотр списка ограничений .............,...,...

Просмотр списка сосредоточенных нагрузок .. Удаление созданных нагрузок . Удаление ограничений . Удаление сосредоточенных нагрузок .. Удаление инерционной нагрузки ....... Примеры задания нагрузок на границах конечно-элементных моделей . Пример 1. Осевое растяжение плоского образца с концентратором .. Пример 2. Построение разбиения плоской гребенки с трапецендальными зубьями .........,....................... Пример 3. Расчет напряженно-деформированного состояния кривошипа коленчатого вала ..................

Пример 4. Распределение температур в поперечном сечении строительного перекрытия ................,....... Пример 5. Изгиб пружины с шагом витка 0,006 м под действием силы тяжести .....,......, ...,.„....,.„....., 441 447 447 453 460 460 467 474 476 476 481 487 490 493 Глава 8.