Методические указания к лабораторным работам
Описание файла
PDF-файл из архива "Методические указания к лабораторным работам", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "вычислительная механика" из 6 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "книги и методические указания", в предмете "вычислительная механика" в общих файлах.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст из PDF
Министерство высшего и среднего специального образования Российской ФедерацииМОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н. Э. БАУМАНАМетодические указания к лабораторным работампо курсу:«Вычислительная механика»6 семестрдоктор технических наук, профессор Гаврюшин Сергей СергеевичСодержание.№работы12345Название лабораторной работыЛабораторнаяЛабораторнаяЛабораторнаяЛабораторнаяЛабораторнаяработаработаработаработаработа№1№2№3№4№2«Расчет ферменной конструкции»«Расчет лестничной конструкции»«Расчет кронштейна»«Расчет неравномерно нагретого вращающегося диска»«Расчет баллонного ключа»Страница2112334451Лабораторная работа №1 «Расчет ферменной конструкции»Постановка задачи:ДлинаL1 = 2 мДлинаПлощадь поперечногосеченияСилаL2=1.5 мA= 0,002 м2СилаF2=20000 НМодуль упругостиE = 2 ·1011 ПаF1=10000 НКоэффициент Пуассона Mu = 0,2522.
Preprocessor.2.1 Выбор типа анализаКартинкаОписание действий1. Двойной клик попиктограмме«Preferences»2. Тип анализа “Structural”3. OKТекст программыKEYW,PR_SET,1KEYW,PR_STRUC,1KEYW,PR_THERM,0KEYW,PR_FLUID,0KEYW,PR_ELMAG,0KEYW,MAGNOD,0KEYW,MAGEDG,0KEYW,MAGHFE,0KEYW,MAGELC,0KEYW,PR_MULTI,0KEYW,PR_CFD,0На данном этапе выбираем тип анализа. Требуемый тип “Structural”.32.2 Задание параметров1.2.3.4.Parameters >Scalar parameters>Задать значение переменной.Accept.Задать значение следующейпеременной.5. ...6.
Close./PREP7*SET,L1,2*SET,L2,1.5*SET,E,2e11*SET,Mu,0.25*SET,f1,10000*SET,f2,20000*SET,a,0.002Задаем в параметрической форме значения требуемыхвеличин из условия задачи:L1 = 2L2 = 1.5E = 2.e11MU = 0.25A = 0.002F1= 1.e4F2=2.e442.3 Выбор конечного элемента1. Preprocessor >Element type>Add/Edit/Delete2. Add3. Выбрать Link > 2D spar 14. OkET,1,LINK1Выбираем конечный элемент Link 2D spar1.52.4 Задание геометрических характеристик сечения1.
Preprocessor >Real Constants>Beam> Add/Edit/Delete2. Add.3. Выбираем Link.4. В поле Cross-sectional areaпишем A.5. OkR,1,A, ,62.5 Свойства материала1.Preprocessor >Material props >Material models >2.Structural > Liner> Isotropic3.ОпределяемпараметрыEx:EPRXY: MU4.OkMPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,EMPDATA,PRXY,1,,MuВыбираем модель материала. Модель линейная, эластичная, изотропная.Модуль упругости E, коэффициент Пуассона MU.72.6 Создание конечно-элементной модели1. Строим 7 узлов2. Строим элементыСтроим узлы:1.
Preprocessor > Modeling> Create > Nodes > InActive CS2. Последовательноуказать координатывсех 7 точекN,1,0,0,0,,,,N,2,L1,0,0,,,,N,3,2*L1,0,0,,,,N,4,3*L1,0,0,,,,N,5,2.5*L1,L2,0,,,,N,6,1.5*L1,L2,0,,,,N,7,0.5*L1,L2,0,,,,Строим линии:1. Preprocessor > Modeling> Create > Elements >Elem Attributes2. Атрибуты задатьсогласно картинкеслева.3. Preprocessor > Modeling> Create > Elements >Auto Numbered> ThruNodes4.
Последовательноуказывать два узла,между которыми хотимполучить элемент.5. Соединить точки инажать ОКTYPE, 1MAT,1REAL,1ESYS,0SECNUM,TSHAP,LINEFLST,2,2,1FITEM,2,1FITEM,2,2E,P51XFLST,2,2,1FITEM,2,2FITEM,2,3E,P51XFLST,2,2,1FITEM,2,3FITEM,2,4E,P51XFLST,2,2,1FITEM,2,4FITEM,2,5E,P51XFLST,2,2,1FITEM,2,5FITEM,2,3E,P51XFLST,2,2,1FITEM,2,3FITEM,2,6E,P51XFLST,2,2,1FITEM,2,6FITEM,2,2E,P51XFLST,2,2,1FITEM,2,2FITEM,2,7E,P51XFLST,2,2,1FITEM,2,7FITEM,2,1E,P51XFLST,2,2,1FITEM,2,5FITEM,2,6E,P51XFLST,2,2,1FITEM,2,6FITEM,2,7E,P51X83.
Solution3.1 Закрепление и условия нагружения.1. Закрепляем узлы 1 и 4FITEM,2,1D,P51X, , , , , ,UX,UY, , , ,Solution>Apply Loads>>Structural> Displacement>OnFITEM,2,4NodesD,P51X, , , , , ,UX,UY, , , ,Вводим номер узла,накладываем ограничение наUX и UY2.
Прикладываем нагрузку в узлы 5 и 7Solution>Apply Loads>>Structural> Force/Moment>On NodesВ узел 5 прикладываем силупо оси x, в 7 по y.FITEM,2,5F,P51X,FX,F2FITEM,2,7F,P51X,FY,-F1SOLVEПосле этого запускаемпрограмму на счетSolution> Solve>Current LS94.
Postprocessor4.1 Просмотр результатовЧтение результатов1. Просматриваем деформированную инедеформированную формы:General Postproc> Plot Results> DeformedShape2. Выводим на экран анимациюдеформированной формыPlotCtrl>Animate>Deformed ShapeЗадаем параметры отображения10Лабораторная работа №2 «Расчет лестничной конструкции»Постановка задачи:ГеометрияМодуль упругостиалюминияКоэффициентПуассона алюминияМодуль упругостидереваКоэффициентПуассона дереваA = 600 ммL = 2000 ммC = 800 ммD = 30 ммT = 2 ммB =150 ммH = 10 ммE = 0.72 ·105 МПаMu = 0,25E = 1 ·104 МПаMu = 0,4112.
Preprocessor.2.1 Выбор типа анализаКартинкаОписание действий4. Двойной клик попиктограмме«Preferences»5. Тип анализа “Structural”6. OKТекст программыKEYW,PR_SET,1KEYW,PR_STRUC,1KEYW,PR_THERM,0KEYW,PR_FLUID,0KEYW,PR_ELMAG,0KEYW,MAGNOD,0KEYW,MAGEDG,0KEYW,MAGHFE,0KEYW,MAGELC,0KEYW,PR_MULTI,0KEYW,PR_CFD,0На данном этапе выбираем тип анализа. Требуемый тип “Structural”.122.2 Задание параметров7. Parameters >Scalar parameters>8.
Задать значение переменной.9. Accept.10.Задать значение следующейпеременной.11....12. Close./PREP7*SET,l,2000*SET,c,800*SET,a,600*SET,d,30*SET,t,2*SET,b,150*SET,h,10*SET,E1,0.72e5*SET,MU1,0.25*SET,E2,1e4*SET,MU2,0.4Задаем в параметрической форме значения требуемыхвеличин из условия задачи:L = 2000C=800A=600D= 30T=2B=150H=10E1=0.72e5 MU1=0.25E2=1e4MU2=0.4132.3 Выбор конечного элемента5. Preprocessor >Element type>Add/Edit/Delete6. Add7.
Выбрать Beam > 3D elastic 48. Apply9. Выбрать Pipe > Elaststraight1610. OkET,1,BEAM4ET,2,PIPE16Выбираем конечные элементы Pipe 16 и Beam 4142.4 Задание геометрических характеристик сечения трубки6. Preprocessor >Real Constants > R,1,D,T, , , , ,RMORE, , , , , , ,Add/Edit/DeleteRMORE, ,7. Add.8. Выбираем Pipe16.9. В поле OD пишем D.10. В поле TKWALL пишем T11. Ok152.5 Задание геометрических характеристик сечения ступеньки1. Preprocessor >Sections>Beam> Common Sections2. В поле B пишем B.3.
В поле H пишем H.4. Ok5. Preprocessor >Sections>Beam> Plot Sections,выбрав сечение 1 можноувидеть его геом.характеристики.6. Preprocessor >Real Constants> Add/Edit/Delete7. Add.8. Выбираем Beam 4.9. Заполняем поля AREA, IZZ,IYY, TKZ, TKY, IXX10.OkSECTYPE, 1, BEAM, RECT, , 0SECOFFSET, CENTSECDATA,B,H,0,0,0,0,0,0,0,0SECPLOT, 1,0R,2,1500,0.281e7,12500,10,150, ,RMORE, ,49326, , , , ,162.6 Свойства материала5.Preprocessor >Выбираем модель материала. Модель линейная, эластичная, изотропная.Модули упругости E1, E2, коэффициенты Пуассона MU1, MU2.Material props >Material models >6.Structural > Liner >Isotropic7.ОпределяемпараметрыEx:E1PRXY: MU18.Ok9.На вкладкеMaterial выбираемNew Model10.
Structural > Liner> Isotropic11. ОпределяемпараметрыEx:E2PRXY: MU212. OkMPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,E1MPDATA,PRXY,1,,Mu1MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,EX,2,,E2MPDATA,PRXY,2,,MU2172.7 Создание конечно-элементной модели1.
Строим 15 узловСтроим узлы:3. Preprocessor >Modeling > Create >Nodes > In Active CS4. Последовательноуказываемкоординаты всех 15точек5. Для ориентацииэлемента Beam 4создаемвспомогательныеузлы:6. Preprocessor >Modeling > Copy >Nodes > Copy7. Выбираем узлы 12, 13и 148. В поле DY пишем 2009. В поле INC пишем 4N,1,a,0,0,,,,N,2,a,l/4,0,,,,N,3,a,l,0,,,,N,4,0,l,0,,,,N,5,0,l/4,0,,,,N,6,0,0,0,,,,N,7,a,0,c,,,,N,8,a,l/4,3*c/4,,,,N,9,a,l/2,c/2,,,,N,10,a,3*l/4,c/4,,,,N,11,a/2,3*l/4,c/4,,,,N,12,0,3*l/4,c/4,,,,N,13,0,l/2,c/2,,,,N,14,0,l/4,3*c/4,,,,N,15,0,0,c,,,,FLST,4,3,1,ORDE,2FITEM,4,12FITEM,4,-14NGEN,2,4,P51X, , , ,200,,1,182. Строим элементы каркаса (трубки)Строим элементы:6.
Preprocessor >Modeling > Create >Elements > ElemAttributes7. Выбираем атрибуты:Type-2, Mat-1, Real-1;8. Preprocessor >Modeling > Create >Elements > AutoNumbered> ThruNodes9. Последовательноуказываем два узла,между которымихотим получитьэлемент.10.Соединяем точки инажимаем ОКTYPE, 2MAT,1REAL,1ESYS,0SECNUM,TSHAP,LINEFLST,2,2,1FITEM,2,1FITEM,2,2E,P51XFLST,2,2,1FITEM,2,2FITEM,2,3E,P51XFLST,2,2,1FITEM,2,3FITEM,2,4E,P51XFLST,2,2,1FITEM,2,4FITEM,2,5E,P51XFLST,2,2,1FITEM,2,5FITEM,2,6E,P51XFLST,2,2,1FITEM,2,7FITEM,2,8E,P51XFLST,2,2,1FITEM,2,8FITEM,2,9E,P51XFLST,2,2,1FITEM,2,9FITEM,2,10E,P51XFLST,2,2,1ITEM,2,10FITEM,2,3E,P51XFLST,2,2,1FITEM,2,4FITEM,2,12E,P51XFLST,2,2,1FITEM,2,12FITEM,2,13E,P51XFLST,2,2,1FITEM,2,13FITEM,2,14E,P51XFLST,2,2,1FITEM,2,14FITEM,2,15E,P51XFLST,2,2,1FITEM,2,5FITEM,2,2E,P51XFLST,2,2,1FITEM,2,14FITEM,2,5E,P51XFLST,2,2,1FITEM,2,2FITEM,2,8E,P51X193.
Строим элементы ступенекСтроим элементы:11.Preprocessor >Modeling > Create >Elements > ElemAttributes12.Выбираем атрибуты:Type-1, Mat-2, Real-2;13.Preprocessor >Modeling > Create >Elements > AutoNumbered> ThruNodes14.Последовательноуказываем узлы вприведенном нижепорядке14-8-18Apply13-9-17Apply11-10-16Apply12-11-16OkTYPE, 1MAT,2REAL,2ESYS,0SECNUM, 1TSHAP,LINEFLST,2,3,1FITEM,2,14FITEM,2,8FITEM,2,18E,P51XFLST,2,3,1FITEM,2,13FITEM,2,9FITEM,2,17E,P51XFLST,2,3,1FITEM,2,12FITEM,2,10FITEM,2,16E,P51X/SHRINK,0/ESHAPE,1.0/EFACET,1/RATIO,1,1,1/CFORMAT,32,0/REPLOT15.PlotCtrl> Style> Sizeand Shape16.Напротив [/ESHAPE]ставим галку.17.Plot> MultiPlot203. Solution3.1 Закрепление и условия нагружения.1. Закрепляем узлы 1 6 7 15FLST,2,1,1,ORDE,1FITEM,2,1D,P51X, , , , , ,UY, , , , ,Solution>Apply Loads>>Structural> Displacement>OnNodesFLST,2,1,1,ORDE,1Вводим номер узла,накладываем ограничение в 6узле на все перемещения (UXUY UZ), в узле 15 на UY иUX, а в узлах 1 и 7 на UYFITEM,2,7D,P51X, , , , , ,UY, , , , ,FLST,2,1,1,ORDE,1FITEM,2,15D,P51X, , , , , ,UX,UY, , , ,FLST,2,1,1,ORDE,1FITEM,2,6D,P51X, , , , , ,UX,UY,UZ, , ,2.
