Рыбников Patran_p2 (Литература по курсу), страница 10

Это имя должно появиться в поле Subcase Selected, для подтверждения ввода необходимо выбрать командуOK.Для запуска решения выбирается команда Apply. Появившееся окноMSC.Nastran сигнализирует о запуске расчёта. После осуществления решения прозвучит звуковой сигнал и данные решения можно переводить изMSC.Nastran в MSC.Patran для просмотра и анализа.13. Представление и анализ результатов.Для оценки результатов решения необходимо выбратьAnalysisActionÎAttach XDBObjectÎResult EntitiesMethodÎLocalSelect Results File…В появившейся панели выделить файл с названием задачи: rbe2.xdbи выбрать команды OK и Apply. После перекачки данных в MSC.Patranвыбирается команда Results.

В появившейся панели осуществляется настройка необходимого изображения модели.Для примера рассмотрим деформацию модели, для проверки того, чтоцилиндр закручивается, а узлы на левом конце цилиндра перемещаютсятолько по радиусам. Для этого выберем следующую последовательностькоманд ActionÎCreate, ObjectÎDeformation, для определения параи в появившейся панели усметров показа необходимо нажать кнопкутановить следующее: Render StyleÎShared (тип вращения –совмещённый), Model ScaleÎ0.05 (масштаб моделирования деформации– 0,05), Show UndeformedÎВыключить (отображение недеформированного состояния). Далее с экрана, с помощью команды Reset Graphics,удаляется вся геометрия.

Для представления результата на панели Resultsвыбирается команда Apply. На экран должна выводиться анимация закручивающегося цилиндра (рис. 35).Пример.Использование элемента RBE3.Этот элемент, в отличие от элемента RBE2 не добавляет дополнительной жёсткости в конструкцию.

Этот элемент позволяет распределятьприкладываемую нагрузку и массу в модели. Силы и моменты, прикладываемые к точкам – это их распределение по независимым степеням свободы, базируясь на RBE3 геометрии и локальных весовых коэффициентах.Рассмотрим консольную панель (рис. 36), моделируемую однимCQUAD4 элементом. На панель действует неравномерная нагрузка, представленная суммарной силой, приложенной на расстоянии 10 мм от центрамасс панели.Наиболее простой путь – это распределить нагрузку на четыре угловые точки используя RBE3-элемент.– 61 –– 62 –MSC.Software CorporationТелефоны: (095) 363-06-83, 254-57-10MSC.Software CorporationТелефоны: (095) 363-06-83, 254-57-10При использовании RBE3-элемента задаются следующие компоненты:REFGRID – номер узловой точки (точка 5);REFC – номера степеней свободы узловой точки (в нашем случае –3);Рис. 35.

Представление деформированного состояния на экране100zy40x2310 НWTi – весовой коэффициент для составляющих движения последовательности вводимых узловых точек Gi,j;Ci – номера координат узлов с весовыми коэффициентами WTi в узловых точках Gi,j (в нашем случае – 1, 2, 3);Gi,j – узловые точки, в которых компоненты Ci имеют весовые коэффициенты в усредняющих уравнениях;UM – означает номера начальных степеней свободы, принадлежащиезависимой группе компонент, по умолчанию – компоненты REFC.GMi – номера узлов со степенями свободы в зависимых точках.CMi – номера степеней свободы GMi, обозначенные в точках как зависимые.В среде MSC.Patran в разделе Finite Elements Applications имеются все рассмотренные R-элементы, с помощью которых можно задать точное движение нескольких указанных узлов модели.Эти элементы можно найти, если вызвать панель Finite Elements/MPCÎType: Explicit.В качестве примера можно рассмотреть решение задачи последнегопримера.Выбрав из списка RBE3, получим панель, в которой в строке MPC IDуказан номер создаваемого MPC, а команда Define Terms… раскрываетпанель, в которой задаются различные компоненты RBE3.На рис.

37 показана панель MPC в которой заданы компоненты элемента RBE3. Зависимым узлом является узел 9, к которому приложенасила, независимыми являются узлы 1–4, имеющие степени свободы по перемещениям вдоль осей x , y , z .10055014Рис. 36. Параметры консольной модели– 63 –– 64 –MSC.Software CorporationТелефоны: (095) 363-06-83, 254-57-10Заключает информацию о зависимыхэлементах. Определяет GMi и CMiполя во входном файле MSC.Nastranпри использовании в нём RBE3.Первый зависимый элемент будеттрактоваться как узловой элемент,REFGRID и REFC. Остальныезависимые элементы становятся GMiи CMi компонентамиЗаключает информацию онезависимых элементах.Определяются Gi, j, Ci, WTi поляэлемента RBE3 во входном файлеMSC.NastranСписок узловСтепени свободы задаваемых узловРис.

37. Панель MPC с заданными компонентами элемента RBE35.4. Моделирование зазоров между взаимодействующимиэлементамиCGAP* – элемент предназначен для моделирования поверхностей, которые могут входить в контакт. Когда положительная нагрузка имеется, токонтакт может нести некоторую поперечную сдвигающую нагрузку, которая меньше, чем произведение коэффициента трения на нормальную нагрузку. CGAP-элемент соединяет два узла, которые могут первоначальноMSC.Software CorporationТелефоны: (095) 363-06-83, 254-57-10совпадать. Отсутствует нелинейное геометрическое свойство, которое подразумевало бы, что ориентация контактной площадки не изменяется в течение прогиба (физическая форма двух контактных поверхностей должнабыть указана (определена)), что потребовала решения трудной аналитической проблемы действительной контактной точки или точек.В соответствии с требованиями алгоритма должна быть определенаконечная жесткость на сжатие для CGAP-элемента.

Эта величина должнабыть аккуратно выбрана, так как очень большая величина может вызватьвычислительные трудности. Жесткость на растяжение может быть такжезадана, чтобы предотвратить ползучесть элемента конструкции в том случае, если она поддерживается только CGAP-элементами. Пользовательможет также использовать первоначально открытый CGAP. Вектор ориентации необходим, чтобы определить поперечное направление, даже еслисдвиг не предусматривается.Элементы CGAP также могут быть использованы для трехмерныхобъектов, обеспечивая контакт между двумя телами, которые определены втерминах параллельных плоскостей, названных скользящими плоскостями(slideline planes).

Скольжение и разделение двух тел ограничиваетсяскользящими плоскостями. Тела могут иметь большие относительные перемещения среди скользящих плоскостей. Однако относительные движения вне плоскостей игнорируется. Следовательно, они должны быть меньше по сравнению с типовыми скользящими элементами (slideline element).CGAP – элемент моделирует трение Кулона (трение при движении неравное статическому трению), имеет разные жесткости для сжатия и растяжения.Сдвиговая сила меньше, чем сила трения соответствующая сжатию.Поперечную жесткость сжатия необходимо задавать.

Геометрическаянелинейность в контакте не обеспечивается.На рис. 38 показана система координат для элемента, где GA и GB –это узловые точки элемента CGAP. Элемент располагается вдоль оси x(концы A и B GAP-элемента), GA ≠ GB. CGAP-элемент описываетсясвойствами, которые определяются его основные параметрами и задаютсяспециальной группой строк в тексте программы.

При использовании препроцессора, например MSC.Patran, величины параметров свойств задаютсяв разделе свойств, с помощью специальной панели для GAP-элементов.*Буква «С» перед обозначением GAP-элемента обозначает принятое в MSC.Nastran обозначение конечных элементов, подробное описание которых приведено в справочнике QuickReference Guide. Буква «Р» перед обозначением GAP-элемента обозначает группу вводимых параметров, описывающих геометрические и физические свойства элемента.– 65 –– 66 –MSC.Software CorporationТелефоны: (095) 363-06-83, 254-57-10yVAVBUBUAxWAWBzРис. 38.

Система координат для элемента CGAPСвойства GAP-элемента задаются путем ввода ряда параметров:PID – идентификационный номер группы свойств элемента (обычнозадаётся по умолчанию);U 0 – начальный зазор (по умолчанию 0.0) (рис. 39);MSC.Software CorporationF0 – начальное нагружения «преднатяг» (по умолчанию 0.0).KA – аксиальная жесткость закрытого элемента, т.е. приU A − U B > U 0 (рис. 39).

Для наибольшего числа контактных задач KA(штрафная величина) должна быть выбрана на три порядка выше, чем жесткость соседних узловых точек. Значительная величина KA может способствовать медленной сходимости задачи или вызвать неустойчивость,малая величина KA может реализоваться в неточные величины. Подборэтих величин также необходим, если TMAX > 0.0, т.е. для других элементов, где TMAX – идентификационный номер свойств элемента.KT – поперечная жесткость, когда элемент закрыт (рис. 40).

Рекомендуется KT ≥ (0.1 * KA), по умолчанию – MU1 * KA. Если элемент открыт,то поперечной жесткости нет. Когда элемент закрыт и имеется трение, тоэлемент имеет эластичные свойства в поперечном направлении (KT) до техпор, когда внешняя сила превысит силу трения и появится начало скольжения.MU1 ( µ s ) – коэффициент трения покоя для адаптивного элемента иликоэффициент трения в поперечном направлении y ( µ y ) для не адаптивного элемента (рис. 40).FxсжатиеСдвигMU1*Fxкоэффициент жёсткостиKAпри UA-UB>=U0MU2*FxразгрузкакоэффициентжёсткостиKBкоэффициентжёсткостиKTF0растяжениеТелефоны: (095) 363-06-83, 254-57-10U0UA-UBсжатиеРис.

39. Характеристика «сила–деформация» для CGAP-элемента– 67 –∆V или ∆Wприращениесилы илиперемещенияРис. 40. Характеристика «сдвиг–сила» в поперечном направлении дляCGAP-элемента– 68 –MSC.Software CorporationТелефоны: (095) 363-06-83, 254-57-10MSC.Software CorporationКоэффициент трения ( µ k ) при движении для адаптивного элементаили коэффициент трения в направлении оси z ( µ z ) для не адаптивногоэлемента (для адаптивного элемента MU2 ≤ MU1, по умолчаниюMU2 = MU1).Максимально разрешаемое внедрение (деформация контакта) использовано для регулировки «штрафной» величины.