Рыбников Patran_p2 (Литература по курсу), страница 15

В строку Select Membersввести номера элементов Gap. Для этого щелкнуть мышкой в поле строкии затем рамкой обвести изображение детали на экране – в строке появятсяномера Elements 545:676, нажать Add и Apply. Таким образом, элементам будут присвоены заданные свойства.6) Формирование блока нагрузок и граничных условий.Для решения подобного типа задач необходимо задать фиктивную силу, приложенную в направлении не совпадающим с действие натяга (чтобыне искажать результаты).

Это необходимо для того, чтобы алгоритм, принятый при решении такой нелинейной задачи мог работать, так как интегрирование ведется по величине силы.Loads/BCsAction: CreateObject: ForceType: NodalВ строке New Set Name вводим имя файла, например fikforce, нажимаем Input Data. В панели в строке Force [F1 F2 F3] задаем [0.01 0 0],т.е. по оси x даем силу произвольной величины, ОК.Нажимаем Select Application Region и в появившейся панели, нажимаем FEM и в строку Select Nodes с экрана вводим номер узла в произвольном месте на внутреннем или внешнем кольце, Add, OK. На экранепоявляется сила.Формируем граничные условия.Не выходя из меню Loads/BCs, изменим Object: Displacement. Встроке New Set Name введем имя файла граничных условий, напримерfix, нажмем Input Data и в появившейся панели создадим в глобальнойсистеме координат Translation [T1 T2 T3]: [0, , ] (т.е.

детали в месте разреза не могут перемещаться вдоль оси x ), ОК.Нажать кнопку Select Application Region и в появившейся панелив строке Select Geometry Entities ввести с экрана номера плоскостей вместе разреза деталей Surface 1:4 Solid 1:4,6, нажать Add и OK.Затем в строке Input Data задаем следующее имя граничных условийfix1, нажимаем Input Data и в появившейся панели вводим в Translation[T1 T2 T3] [ , 0, ] (т.е. ограничение перемещений вокруг оси z в локальной цилиндрической системе координат, для этого необходимо в строкуAnalysis Coordinate Frame ввести номер системы координат, т.е. Coord1, OK. Нажав Select Application Region, ввести в строку SelectGeometry Entities – Solid 1 2 4, нажать Add, OK.На экране появится изображение граничных условий.Формируем блок нагрузок и граничных условий. Вызываем менюLoad Case, в нем в строке Loadcase Name задаем имя блока, напримерnatag.

Нажимаем Assign/Prioritize Loads/BCs и собираем в панель Assigned Loads/BCs названия файлов граничных условий и нагрузки, созданные до этого, нажимаем ОК.На экране все значки нагрузок и граничных условий пропадают.7) Решение задачиAnalysisAction: AnalysisObject: Entire ModelMethod: Full RunВ строку Job Name ввести имя задачи, «по умолчанию» именем задачи является имя созданной базы данных, в этом примере natag.– 95 –– 96 –Рис. 55. Векторы направления GAP-элементовMSC.Software CorporationТелефоны: (095) 363-06-83, 254-57-10Нажать Translation Parameters и в разделе Data Output включитьXDB Only, нажать ОК.Нажать кнопку Solution Type и выделить тип решаемой задачи –Nonlinear Static. Нажать в этой панели Solution Parameters, поставитьили проверить наличие меток в окошках Automatic Constrains (автоматический перенос закреплений), Large Displacements (Большие перемещения), нажать ОК, ОК.Нажать кнопку Subcases, перенести название файла блока нагрузоки граничных условий в строку Subcase Name, щелчком мыши в окнеAvailable Subcases.Нажать кнопку Output Requests появляется панель, в которой указаны в окне Output Requests названия выводимых переменных послерешения задачи.

При необходимости можно из окна Select Result Typeдобавить список выводимых переменных, если нет, то нажать ОК. Чтобывыйти из окна Subcases нужно нажать Apply и Cancel.Таким образом, исходные данные для решения задачи введены. Длязапуска задачи на решение нажать Apply. Появляется на экране панельMSC.Nastran с указанием количества степеней своды модели DOF и размеров занимаемой памяти. После звукового сигнала решение закончено иможно анализировать результаты.8) Перевод результатов решения задачи из MSC.Nastran в MSC.Patranи анализ результатов.В панели Analysis меняем Action на Attach XDB и нажимаем Select Result File.

Появляется панель, в которой выделяем название файларезультатов, имеющего название задачи с расширением .xdb, нажимаемОК, Apply.ResultsAction: CreateObject: FringeНажимаем кнопку Select Results.В окне Select Results Case(s) выделяем файл результатов, а в окнеSelect Fringe Result выделяем выводимые переменные, например Tensor Stress и нажимаем Apply. Предварительно нужно нажать кнопкуReset Graphics, чтобы стереть с экрана графику.На экране появляется изображение картины распределения напряжений по детали (рис.

56) из которого видно, средние напряжения распределены в месте образования натяга, минимальные – на внутренней поверхности внутреннего кольца, максимальные напряжения возникли в местах задания граничных условий.– 97 –MSC.Software CorporationТелефоны: (095) 363-06-83, 254-57-10Рис. 56. Распределение напряжений по детали– 98 –MSC.Software CorporationТелефоны: (095) 363-06-83, 254-57-106. ОСНОВЫ ДИНАМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА КОНСТРУКЦИЙДва основных аспекта отличают статический расчет конструкции отдинамического.Первый, динамические нагрузки прикладываются к конструкции какфункции времени.

Второй, эти изменяющиеся во времени нагрузки вызывают в конструкции динамические реакции, которые выражаются динамическими перемещениями, скоростями, ускорениями, силами и напряжениями, возникающими в различных частях конструкции.Поэтому динамический расчет представляет конструктору большуюинформацию о поведении конструкции, приближающую к реальной.6.1. Анализ собственных частот и форм колебаний и причины,требующие такого анализаЗадача анализа собственных частот и форм колебаний без учетадемпфирования является обычно первым шагом в динамическом анализеконструкций.Эти результаты характеризуют основное динамическое поведениеконструкции и показывают как конструкция будет реагировать на динамические нагрузки.Собственная частота конструкции – это частота, с которой конструкция стремиться колебаться или вибрировать, если есть причина их вызывающая.Для собственных частот применяется ряд альтернативных терминов –характеристическая частота, базовая (фундаментальная) частота, резонансная частота, резонирующая частота и нормальная частота.Форма деформирования конструкции на определенной частоте колебаний называется нормальной модой колебаний или формой колебаний.Используются некоторые другие термины для описания нормальноймоды – модальная форма, характеристическая форма, базовая (фундаментальная) форма.Каждая мода ассоциируется с определенной собственной частотой.Собственные частоты и модальные формы являются функциямисвойств конструкции и граничных условий.

Если свойства конструкцииизменяются, изменяется и собственная частота, но форма не должна непременно меняться. Если изменились граничные условия, тогда меняютсяи собственная частота и форма колебаний.Например, консольная балка закреплена с обоих концов – формы ичастоты балки изменились по сравнению с консольным закреплением балки.– 99 –MSC.Software CorporationТелефоны: (095) 363-06-83, 254-57-10Вычисление собственных частот и форм колебаний выполняется прирешении математической задачи о собственных числах и векторах системы.Поскольку демпфирование не учитывается при анализе, собственныечисла – это действительные значения (числа).

Учет демпфирования превращает собственные числа в комплексные числа. Определение действительных частот и форм колебаний называется решение задачи о действительных частотах и формах колебаний.Имеется много причин, требующих определения собственных частоти форм колебаний конструкции.Одна из причин – оценка динамического взаимодействия между конструкцией и поддерживающей её структурой.Например, если вращающая машина, такая как воздушный вентилятор, будет установлен на крышу строения, то необходимо определить имеется ли рабочая частота вращения вентилятора, которая совпадает с однойили несколькими собственными частотами строения.

Если частоты совпадают, то эксплуатация вентилятора может привести к разрушению строения.Решение привлечь результаты динамического анализа может базироваться на результатах анализа собственной частоты.Главные формы колебаний могут быть оценены и использованы, чтобы выбрать соответствующее время или частотный шаг для интегрирования уравнений движения. Так же результаты анализа собственных значений – собственные частоты и модальные формы – могут быть использованы в модальном частотном анализе и решении задачи об оценке последствий воздействия возмущений на колебания конструкции.Результаты динамического анализы иногда сравнивают с результатами физических испытаний. Анализ нормальных мод может быть использован для планирования эксперимента, например, для оценки мест наилучшего расположения акселерометров.После испытаний нормальные моды могут быть использованы каксредство для коррекции экспериментальных результатов и результатоврасчета.Изменения в конструкции могут быть также оценены, используя значения собственных частот и нормальных мод.Следовательно, полное понимание динамического поведения конструкции зависит от того, насколько хорошо известны собственные частотыи формы колебаний конструкции и ее частей.– 100 –MSC.Software CorporationТелефоны: (095) 363-06-83, 254-57-10Метод модального анализа конструкций.Для решения задачи об определении собственных частот и форм колебаний дифференциальные уравнения (в дальнейшем просто уравнения),описывающие движение механической системы, требуют некоторых преобразований.Для этого нужно удалить некоторые члены уравнений, описывающихдиссипативные силы, приложенные нагрузки и возмущения.Тогда уравнение в матричной форме примет следующий вид:[M ]{u&&}+ [K ]{u&} = 0 ,[M ] – матрица масс системы,где[K ] – матрица жёсткости системы.Это уравнение описывает недемпфированные свободные колебания,если начальные условия будут заданы по какой-либо координате или скорости.Решение этого уравнение можно получить в форме гармоническихколебаний{u} = {Ф}sin ωt ,{Ф} – вектор собственных форм колебаний,гдеω – круговая частота колебаний.Гармоническая форма решения является ключевой в численном методе решения задачи и так же важна для объяснения физики явлений.Гармоническая форма решения означает, что вибрации конструкциипо всем степеням свободы синхронны.