Возможности ANSYS, страница 7

Пользователь можетнастроить процедуру адаптивного построениясетки, исходя из индивидуального подхода кпроведению анализа.ВозможностипрограммыANSYSдопускают проведение модификации конечноэлементной сетки. Например, могут бытьизменены атрибуты узлов и элементов. Еслимодель состоит из повторяющихся областей, томожно создать сетку только для некоторойобласти модели, а затем сделать копию этойПредставительство CAD-FEM GmbH в СНГТел. (7-095) 913-23-00, 468-81-75области. После того как геометрическая модельпокрываетсясеткойконечныхэлементов,программа автоматически обеспечивает ихвзаимо-перекрестныйконтроль,чтобыгарантироватьправильностьвыполняемыхпользователем видоизменений сеточной модели.Такие проверки предотвращают некорректноеуничтожение или порчу данных, относящихся ктвердотельной и сеточной моделям.

Так,например, ключевые точки, линии, поверхностиили объемы сеточной модели нельзя уничтожитьили переместить до тех пор, пока пользовательявным образом не потребует от программыотменить их автоматический контроль.К другим видам модификации сетки,нанесенной на твердотельную модель, относятсяее измельчение и улучшение формы тетраэдныхэлементов(рис.14).Треугольная,четырехугольная и тетраэдная сетки (илипроизвольное их сочетание) можно локальноизмельчать,используяинтерактивныеи“интуитивные” средства.

Тетраэдную сетку,независимо от способа ее построения, можноулучшить с помощью процедуры, которая кромемодификации положений узлов, позволяетвводить, удалять и переставлять конечныеэлементы, обеспечивая тем самым получениесетки высокого качества.Офис 1703, 77, Щелковское шоссе, Москва, 107497, РоссияФакс 913-23-00e-mail: cadfem@online.ru16Перевод и редактирование Б.Г. Рубцова, оформление Л.П. Остапенкопрограмме ANSYS, гораздо быстрее и прощеменять геометрическую модель и перестраиватьсетку конечных элементов, чем прибегать дляэтого к изменению узлов и элементов сеточноймодели, созданной прямой генерацией (рис.

15).Однако при желании можно отказаться от услугтвердотельного моделировщика и построитьконечно-элементную модель непосредственнымзаданием узлов, элементов и граничных условий.Рис. 14Пример измельчения сеткиключевой точки [KREFINE].вокрестностиПараметризация моделиСледуетотметить,чтомодультвердотельногомоделированияпрограммыANSYSиприменяемыйвнейязыкпараметрического проектирования (APDL) тесносвязаны.Параметры можно использовать в качествеобъектов, от которых зависит выполнениенекоторойпроцедуры,иснабдитьимигеометрические размеры модели (и другие еесоставляющие),предоставляяпользователювозможность менять размеры при последующеманализе. Атрибуты параметризации вносятся вlog-файл, т.е. файл в формате ASCII, которыйсодержит всю введенную за время сеанса работыинформацию.

Значения параметров в этом файлеможно легко изменить, а затем ввести новыеданные в программу ANSYS для перестроениямодели c исправленными размерами.Параметрическийlog-файл,которыйиспользуетсредстватвердотельногомоделирования программы ANSYS для созданиярасчетной модели, особенно удобен приоптимизации. Следует задать размеры некоторогообъекта через параметры.

Тогда при измененииформы объекта в процессе оптимизации будуттакже меняться твердотельная и конечноэлементнаямодели.Граничныеусловияавтоматически, без вмешательства пользователя,прикладываются к новой модели объекта. Крометого, пользователь может обнаружить, что прииспользовании параметров и твердотельноймоделиупрощаетсямодификацияужесуществующей конечно-элементной модели.Приналичиимощныхсредствтвердотельногомоделирования,присущихПредставительство CAD-FEM GmbH в СНГТел.

(7-095) 913-23-00, 468-81-75Рис. 15Графические средства программы ANSYSдопускаютприменениесамыхсложныхманипуляций с массивами данных. Например, наприведенной иллюстрации в левом окне показана1/8 часть модели подшипниковой опоры, а вправом - результат удаления части моделисекущей плоскостью. Изображения сеченийможно использовать для показа картинынапряжений в трехмерной модели.Непосредственная генерация моделиПри использовании этого подхода конечноэлементную модель можно построить впрепроцессоре программы ANSYS, определивположение каждого узла, а также размеры, формуи связность для всех элементов сетки.

Враспоряжении пользователя есть большое числокоманд, с помощью которых удобно копировать,отображать и менять масштаб заданной системыузлов или элементов.Узлы используются для того, чтобыопределить положение элементов в пространстве,а элементы определяют связность модели. И те, идругие можно задавать наиболее удобнымспособом, не заботясь об эффективностирешения.Прямой способ задания узлов и элементовудобен при построении моделей балок итрубопроводов, а также небольших моделей справильной геометрией. Однако для больших исложных моделей рекомендуется использоватьтвердотельноемоделирование.ПрограммаANSYS позволяет легко переходить от прямойОфис 1703, 77, Щелковское шоссе, Москва, 107497, РоссияФакс 913-23-00e-mail: cadfem@online.ruВозможности программыгенерации к твердотельному моделированию,выбирая наиболее подходящий подход дляразличных частей модели.Получение решенияПользователь получает результаты анализана стадии решения, после того как в процессепрепроцессорнойподготовкипостроенарасчетная модель.

Эта фаза примененияпрограммы ANSYS состоит в задании видаанализа и его опций, нагрузок и шага решения изаканчивается запуском на счет конечноэлементной задачи.Выбранныйвиданализауказываетпрограмме, какие разрешающие уравненияследует использовать для решения данной задачи.Самый общий набор доступных категорийрасчета состоит из средств решения прочностныхи тепловых задач, средств анализа при действииэлектростатических,электрическихиэлектромагнитных полей,решения задачгидроаэродинамики и связанных задач.Каждая категория расчетов включаетнесколько их отдельных типов, как например,статический и динамический типы прочностныхрасчетов. Выбором опций можно дополнительноопределить особенности проводимого анализа.Так, например, для решения нелинейныхуравнений имеется возможность указать один изнескольких вариантов метода Ньютона-Рафсона.Заданныенагрузкииограниченияопределяют граничные условия для расчетноймодели.

К нагрузкам относятся ограничениястепенейсвободы,сосредоточенные,распределенные, объемные и инерционныеусилия. Конкретный вид нагрузок зависит от видапроводимого анализа (например, приложенная вточке нагрузка может быть сосредоточеннойсилой при прочностном анализе или тепловымпотоком при расчете теплопередачи).Каждоезаданноесочетание(конфигурация) нагрузок называется шагомнагружения, и анализ может состоять из одногоили более таких шагов. Значения нагрузки дляданного шага нагружения могут менятьсяпостепенно от шага к шагу (т.е. нагрузка можетбыть плавной, иметь наклонный участок) илименяться скачком за один шаг. Последнийвариант можно использовать, например, длямоделирования резкого нагружения при анализепереходных, нестационарных процессов.Опции шага нагружения используются дляорганизации массивов выходных величин,управления сходимостью решения и обычногоопределения нагрузок на шаге нагружения.

Так,например, пользователь может задать числодополнительных, более мелких, шагов в пределаходного шага нагружения или указать, должна линагрузка меняться плавно на данном шагенагружения.Для указания допустимых пределовизменения степеней свободы в узлах моделимогутиспользоватьсязаданныеусловияПредставительство CAD-FEM GmbH в СНГТел. (7-095) 913-23-00, 468-81-75ограничения. Например, в соответствии стребованиями прочностного анализа могут бытьограничены повороты и смещения узлов назакрепленном крае объекта расчета.

Кромевозможности задавать ограничения на стадииполучения решения, существует возможностьделать это при препроцессорной подготовке,используятвердотельнуюиликонечноэлементную модель. Ограничения степенейсвободы, заданные на твердотельной модели,автоматическипередаютсяпрограммойвсеточную модель при инициализации процедурычисленного решения.На стадии получения решения имеетсявозможность изменить свойства материала иатрибутыконечногоэлемента,например,толщину, активизировать или деактивироватьэлементы (опции “есть” - birth и “нет” - death),указать ведущие степени свободы (MDOF) иопределить условия в зазорах.После того как все соответствующиепараметры заданы, может быть выполнено и саморешение. Пользователь поручает программерешить определяющие уравнения и получитьрезультаты для выбранного вида анализа. Ввычислительномотношенииэтосамаяинтенсивная часть анализа, не нуждающаяся,однако, во вмешательстве пользователя.