Методические указания к выполнению курсовой работе (1013902), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Задание разных свойств КЭ в разных областях рассчитываемого объекта решено в Preproсessor-е с помощью указания номеров зон. Та же задача назначения разных свойств КЭ в Sigma решается программным способом.

Следует сразу обратить внимание на то, что Preproсessor – классическая программа подготовки конкретных данных для конкретного расчета.

Это означает, что расчет проводится только при исходных данных, подготовленных Preproсessor-ом, и если, например, необходимо исследовать сходимость результатов или провести расчет, скажем, на сетке с другим числом КЭ, то придется сформировать в Preproсessor-е свой набор данных: сетку КЭ, граничные условия и внешние воздействия, массив данных со свойствами КЭ

Неизменной здесь остается только предварительная геометрическая модель.

В этом Preproсessor отличается от САЕ Sigma, которая является не столько решателем, сколько комплексом, разработанным для исследовательских задач.

Напомним, что в Sigma формирование сетки КЭ с другим число КЭ и, соответственно, задание свойств КЭ, реализация граничных условий и внешних воздействий для этой сетки осуществляется заданием только одного значения - параметра NRC. Такая автоматизация достигается за счет специфических алгоритмов подпрограмм GRIDDM, FINDNOOD, BOUND и FORCE.

Это позволяет достаточно просто получать решения задачи с разной плотностью сетки КЭ, что крайне необходимо в исследовательских целях.

С другой стороны, в Sigma имеется возможность использовать только 3 свойства КЭ, в то время как в Preproсessor-е число свойств не лимитировано. Имеются и другие отличия, которые студент должен найти самостоятельно.

Так как исходные данные, формируемые Preproсessor-ом, должны использоваться для расчетных и исследовательских задач, то в модуле экспорта Preproсessor-а имеются альтернативы: экспорт только формы (т.е. только предварительной ГМ) и экспорт полной модели.

Поясним понятие полной модели.

Для формирования исходных данных в Preproсessor-е образуется проект с расширением *.prp, где средствами Preproсessor-а создаются:

• предварительная ГМ объекта, подобная модели, создаваемой средствами CAE Sigma;

• конечно-элементная модель объекта с реализованными граничными условиями, внешними воздействиями и заданными свойствами КЭ.

Такую модель будем в дальнейшем называть полной моделью.

Надо сказать, что для непосредственно расчета конкретной задачи предварительная ГМ не нужна. Необходима полная модель, созданная Preproсessor-ом или средствами Sigma.

После формирования любой из двух перечисленных моделей в Preproсessor-е

для последующего расчета в Sigma проводят экспорт этих моделей в папку, доступную САЕ Sigma.

При экспорте только предварительной геометрической модели в указанной папке создается один обычный для Sigma файл *.sfm .

При экспорте полной модели в выбранной папке к файлу *.sfm добавляются 5 дополнительных файлов:

prep_griddm.nodes – файл с номерами и координатами узлов;

prep_griddm.elems – файл с номерами КЭ и номерами узлов, образующих КЭ;

materials.elems – файл с характеристиками свойств КЭ (номера свойства, характеристками материала КЭ, значение толщины КЭ)

bounds.nodes – файл со значениями номеров закрепленных узлов и признаками закрепления (по осям Х и Y);

forces.nodes – файл с номерами нагруженных узлов и значениями сил в этих узлах по осям X и Y).

Для проведения расчета в Sigma необходимо создать проект Sigma в этой же папке.

Если в папке проекта находится 6 вышеперечисленных файлов полной модели (prep_griddm.nodes, prep_griddm.elems, materials.elems, bounds.nodes, forces.nodes и файл предварительной геометрической модели с расширением *.sfm.), то программа будет использовать именно эти файлы, игнорируя подпрограммы GRIDDM.for, FINDNOOD.for, BOUND.for и FORCE.for, даже если эти подпрограммы указать в конфигурации проекта, как редактируемые.

Поэтому все эти подпрограммы не надо указывать в конфигурации проекта. Достаточно указать только файл *.sfm предварительной геометрической модели.

После компиляции проекта можно проводить его расчет.

Если в папке проекта находится только файл *.sfm (имеется только предварительная ГМ), то при конфигурировании проекта необходимо указать не только файл *.sfm, но и, минимально, BOUND и FORCE.

Поэтому, если ставится цель применять Sigma в исследовательских целях для построения, например, графиков сходимости, то из полной модели, подготовленной в Preproсessor-е, можно использовать только предварительную геометрическую модель.

Другими словами, для применения Sigma в исследовательских целях в Preproсessor-е надо подготовить только предварительную ГМ.

При выполнении пунктов КР, связанных с Preproсessor-ом, проекты, созданные в Preproсessor-е, и проекты Sigma должны содержаться в разных папках с именами, содержащими цифру пункта КР.

Выполнение П.1. начинается с освоения функционала Preproсessor-а.

П.1.1. Освоение функционала Preproсessor-а

Целью П.1.1 является начальное освоение функционала Preproсessor-а, предварительное знакомство со структурой и алгоритмами Preproсessor-а, а также анализ его преимуществ и недостатков Preproсessor-а по сравнению с встроенной системой подготовки данных в Sigma.

При выполнении контрольных работ Кр.1 и Кр.2 5-го семестра для решения несложной задачи определения напряженно-деформированного состояния пластины в САЕ Sigma был разработан проект, который в дальнейшем будем называть проектом Sigma 5-го семестра или, короче, проектом 5-го семестра.

Задачей П.1.1 является формирование средствами Preproсessor-а полной модели исходных данных при NRC=3 , максимально идентичной данным проекта 5-го семестра, и включающей 4 группы исходных данных:

1. предварительную геометрическую модель, идентичную предварительной ГМ проекта 5-го семестра;

2. сетку КЭ, идентичную сетке проекта 5-го семестра при NRC=3;

3. идентичные внешние воздействия и граничные условия;

4. идентичные характеристики свойства КЭ, включая толщину пластины = , найденную в Кр.4 6-го семестра по дисциплине «Системы моделирования».

Для этого:

• в Preproсessor-е создается проект с именем, содержащим цифру 11;

• с помощью функционала Preproсessor-а формируются все 4 группы

исходных данных, образующих полную модель, пригодную для расчета в Sigma;

• полная модель экспортируется в отдельную папку, доступную Sigma.

При этом имя файла предварительной ГМ с расширением *.sfm должен содержать цифру 11;

• в этой же папке создается проект Sigma, с именем, содержащим цифру

11, при конфигурировании которого указывается только файл с расширением *.sfm предварительной геометрической модели и именем, содержащим цифру 11.

• полная модель рассчитывается в Sigma при NRC=3.

При создании геометрической модели в Preproсessor-е лучше всего импортировать в Preproсessor геометрическую модель, разработанную в Sigma в проекте 5-го семестра.

Примечание:

При импортировании предварительной ГМ проекта 5-ого семестра, в Preproсessor-е могут возникнуть лишние точки. Эти “лишние” точки служат центрами для дуг, которыми Preproсessor заменяет некоторые некоторые стороны зон, образованные, как известно, тремя узлами. Это может стать критичным для сторон зон, образующих внешнюю геометрию объекта к узлам которых приложены силы (силы могут прикладываться не так, как ожидаем). Но удалять эти точки нельзя, иначе вместе с ними удалятся стороны-дуги.

Причина такого явления состоит в ошибках построения прямых в проекте 5-го семестра, в результате чего прямая сторона зоны, построенная в Sigma, оказывается в представлении препроцессора ломаной, вследствие чего препроцессор заменяет её дугой. Это происходит, например, из-за того, что 3 узла, лежащие, казалось бы, на прямой стороне зоны, построенной в проекте 5-го семестра, не лежат, на самом деле, на одной прямой. Не исключено что причиной этого является недостаточная точность представления координат точек в подсистеме геометрического моделирования Sigma. Но скорее всего, препроцессор слишком строг и математичен, ибо строился с небольшой дельтой при определении понятия прямой линии.

Если в моделях с лишними точками силы не будут прикладываться должным образом, то в таких случаях рекомендуется или исправить ГМ проекта 5-го семестра или построить предварительную геометрическую модель целиком в препроцессоре.

Геометрическая модель, граничные условия и внешние воздействия должны быть максимально близки модели, сформированной в 5-ом семестре.

Но очевидно, что свойства и ограничения Preproсessor-а (как собственно говоря, любой другой программы) не позволяют создать абсолютно идентичную модель. Именно поэтому в П.1.1 необходимо сравнить результаты расчетов проектов 5-го семестра, подготовленного для расчета средствами только Sigma, и проекта 6-го семестра, подготовленного средствами Preproсessor-а, проанализировать идентичность приложения нагрузки и граничных условий.

Доказательством идентичности задачи, подготовленной к расчету в Preproсessor-е, должны служить в отчете скриншоты геометрических моделей 5-го семестра из Sigma и 6-го семестра из Preproсessor-а, таблицами значений сил в узлах при решении задачи средствами только Sigma и подготовленной в Preproсessor-е и скриншоты результатов решения задачи проектами 5-го и 6-го семестров при NRC=3.

Следует заметить, что сравнение сил в узлах имеет смысл только при совпадении координат нагруженных узлов сетки, подготовленной в Preproсessor-е, с координатами нагруженных узлов сетки, подготовленной в Sigma.

Если этого нет, то следует сравнивать суммарные силы по участкам, как это делалось в контрольной работе Кр.2 5-го семестра.

Характеристики

Список файлов книги