Рук_во пользователя MSC_Patran_rus (Литература по курсу), страница 3

Для этого существуютразличные коды (решатели). Пользователь сам назначает, каким кодом будетпроводиться анализ, исходя из характера самой задачи и желаемых результатов.Выбор программы-решателяВначале каждого CAE проекта вы выбираете тот пакет программ, для которогобудете создавать модель. По мере построения модели, MSC.Patran записываетинформацию, используя формат выбранного кода. В любое время вы можетесменить решатель.

При этом MSC.Patran попытается перевести все данные в новыйформат (по мере возможности).Адаптирование Модели для Выбранной программы-решателяСоздание модели подразумевает использование различных элементов исвязанных с ними свойств. Выбор этих элементов должен основываться науказанном в самом начале проектирования решателе, размерах модели ипредположительных результатах анализа.Запуск Конечноэлементного АнализаПриложение Аnalysis связывает среду MSC.Patran с программами проведенияанализа. Это могут быть программные комплексы MSC, другие доступные решателиили собственноручно разработанные коды.

Приложение Analуsis дает возможность:•Выбора типа анализа.Определения параметров решателя.Выбора последовательности вариантов нагружения.Выбора выходных данных.Отправления модели на анализ.Чтения файлов результатов.Обработка Результатов АнализаРезультаты, полученные на втором этапе проекта (после решения задачи),обычно представлены в виде чисел, таких как значения перемещений в точке.Однако по ним трудно получить представление о поведении модели.

Третий этапCAE проекта использует возможности MSC.Patranпо визуализации результатовкомпьютерной графикой, анимацией и т.д.Визуализация Численных РезультатовВ MSC.Patran имеется широкий спектр возможностей по отображению,сортировке, масштабированию результатов. Они загружаются прямо в базу данныхMSC.Patran и могут быть отсортированы по времени, частоте, температуре ипространственному положению. Приложение Insightпредоставляет возможности 3Dвизуализации. Оно преобразует большое количество численных значений в графикуи отображает на экране для полного и точного понимания результатов КЭ анализа.Последовательность ЗадачСтандартный CAE проект обычно следует представленной выше схеме.

Однакоследует отметить, что такая последовательность решения не является единственновозможной. В действительности, каждый проект уникален по своим требованиям,ресурсам, данным и исходным допущениям. Эти факторы определяют как задачи,так и последовательность их решения.Внутри каждой стадии последовательность выполнения может измениться.Например, вы можете задать материал для модели сразу после созданиягеометрии, а можете сначала создать КЭ сетку.

Это зависит от того, как Выпланируете определять материал: в соответствии с геометрией или поэлементно.1.3 Пример. Линейный статический анализкольцевой пластины.Этот пример иллюстрирует возможности MSC.Patran в случае, когдатрехмерный объект представляется в двумерном виде. Геометрия создается вMSC.Patran, решателем является MSC.Nastran, постпроцессором - MSC.Patran.Проводится линейный статический анализ.

Цель анализа - определение максимуманапряжений и деформаций.Постановка ЗадачиВ центре пластины находится отверстие, она закреплена по внешнему контуру,приложена распределенная по окружности радиуса r нагрузка, как показано нарисунке 1. Геометрические размеры, нагрузки и свойства материалов описаны втаблице 1 .wrwbaВид Кольцевой ПластиныРазмеры и Свойства Кольцевой ПластиныВнеш. радиус, a =Внутр. радиус, b =Рад. приложениянагрузки r =Нагрузка, W =Модуль упруг. E =Коэф. Пуассона n =Толщина t =20 дюймов5 дюймов10 дюймов1.210E6 psi0.30.125 дюймовОписание МоделиФизически пластина - это объемное тело. Оно может быть смоделировано спомощью объемных конечных элементов и просчитано в рамках объемной теорииупругости.

Собственно говоря, мы могли бы создать модель из тысяч элементов длядостижения максимальной точности решения. Если бы мы провели анализ ипросмотрели результаты, то обнаружили бы, что перемещения линейно зависят оттолщины, и что компоненты напряжений в направлении толщины малы посравнению с компонентами в плоскости пластины.Использование плоского представления вместо объемного ставит вопрос:почему бы не использовать объемные элементы в этом примере? В конце концов, свозможностями MSC.Patran и MSC.Nastran по созданию и решению большихмоделей незачем волноваться о всякого рода приближениях.Ответ заключается в имеющихся ресурах. Используя плоское представление,можно получить достаточно точное решение с затратой значительно меньшихресурсов. Необходимость на практике быстрого решения задачи делает проблемууменьшения размерности задачи жизненно важной.1.2001.2001231231.2001.200123123ZYXMSC.Patran КЭ модель Annular PlateТеоретическое РешениеТеоретическое решение для этого случая представлено ниже.

Максимальноенапряжение на внутреннем ребре:3W 2a ( m + 1 )σ b = – --------------2- ------------------------- log a--- + ( m – 1 )22b2πmta –bГде m=1/v, a W - приложенная нагрузка.Максимальное перемещение:2ymax222 23W ( m – 1 ) ( a – b ) ( 3 m + 1 )a 24a b ( m + 1 ) - - -------------------------------------------- + --------------------------------------log---= – ---------------------------2 322 ( m + 1)b4πEm t( m – 1 )( a – b )Схема Решения ЗадачиМы уже поставили задачу и определили пути создания модели для анализа.Теперь нужно выделить индивидуальные задачи моделирования и анализа,установить последовательность решения задачи и определить ключевыепараметры.Для начала создадим простой список. Его левая часть определяет критическиепараметры проекта, а правя часть представляет собой их значения.

От выбора этихзначений зависит дальнейшее создание проекта.• ЦельПолучить деформации/напряжения ФонрешешенияМизеса (линейная статика)задачи• Что содержит Кольцевая пластинабаза данныхмодели• Тип решателя MSC.Nastran – Structural• МетодЛинейный статическийрешения•••••••ГеометрияСоздается в MSC.PatranГенерация КЭ IsoMesh – четырехузловые элементысеткитипа CQUAD4Нагрузки иШарнирное опирание, удельная нагрузкаграничныеусловияСвойстваМатериал - алюминий, линейная модельматериаловизотропного материалаСпецификаци 2D/Shell/Aluminumя элементовАнализЛинейный статическийРезультатыФайл результатов/график деформаций/представление напряжений в видеизоповерхностей.AnalysisSet Up Project1w Define Symmetryw Determine Desired ElementTopologyw Idealize Pinned Conditionw Create Loading FunctionMSC.PatranModel Definition2Build5SimulateLoads and BCs3Create6Define4Model7Create MSC/NASTRAN InputResults8Run the9EvaluateVisualizeMSC.PatranMSC.Nastran10Схема Решения ЗадачиПроцедура Анализа• Настройка АнализаЗаданиемоделиРешательGeometrFiniteElementsMaterialPropertieElementPropertieLoads andBoundaryConditionsСоздание Новой Базы Данных1) В главном меню MSC.Patranвыберите File >> New.

Появитсяформа New Database.2) Введите имя annular_plate встроке Filename.3) Нажмите OK.4) Появится форма New ModelPreferences. Эта формапозволяет Вам определитьпараметры анализа модели.5) Выбор Параметров Анализа6) Установите Tolerance наDefault.7) Выберите MSC.Nastran изподменю Analysis Code.8) Выберите Structural изподменю Analysis Type инажмите ОК.Обработкарезультатов• Создание ГеометрииЗаданиемоделиРешательFiniteElementsОбработкарезультатовGeometryMaterialPropertiesElementPropertiesLoads andBoundaryConditionsСоздание Базы Кольцевой Пластины1) В главном меню MSC.Patranнажмите на приложениеGeometry.2) В форме Geometry установитеAction >> Create, Object >> Curveи Method >> XYZ.3) В строку Vector Coordinate Listвведите <5,0,0>, а в OriginCoordinate List - [5,0,0].

НажмитеApply.4) Это создаст линию в Хнаправлении длиной в 5 дюймов,начинающуюся из [5,0,0].5) Измените Vector Coordinate Listна <10,0,0> и Origin CoordinateList на [10,0,0]. Нажмите Apply.Это создаст Curve 2,представляющую радиусвнешнего кольца.Кривые, описывающие радиускольцевой пластиныЗаданиемоделиРешательFiniteElementsОбработкарезультатовGeometryMaterialPropertiesElementPropertiesLoads andBoundaryConditionsоздание Поверхности КольцевойПластины1) В форме Geometry сменитеObject с Curve на Surface иустановите Method на Revolve.2) В Sweep Parameters установитеTotal Angle на 90.0, а OffsetAngle на 0.0.

Нажмите насозданную ранее Curve 1 (иливведите curve 1 в строке CurveList). Нажмите Apply.3) Чтобы создать Surface 2,введите Curve 2 в строку CurveList и нажмите Apply.4) То же самое повторите дляSurface 1.2, 2.2, 3.2, 4.2, 6.2 и 5.2.Например, введите Surface 1.2 встроку Curve List и нажмитеApply.Поверхность кольцевой пластины• Создание Конечных ЭлементовЗаданиемоделиОбработкарезультатовРешательGeometryFinite ElementsMaterialPropertiesElementPropertiesLoads andBoundaryConditionsСоздайие сетку Surface Mesh элементамиQuad 41) В главном меню MSC.Patran нажмите наприложение Elements.2) В форме Finite Element установитеAction>>Create, Object >> Mesh, Type >>Surface.