2.4.Лаб работа 4 (1013926), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

Replace Mesh Sizes on All Curves (Замена размеров сетки на всех кривых ‑ если в этом окошке стоит флажок, то разметка созданная на границах поверхности с помощью команды Mesh – Mesh Control – Size Along Curve заменяется на новую. В противном случае разметка выполняется только на ранее не размеченных границах поверхности. А на остальных границах старая разметка оставляется без изменений.

Min Elements on Edge ‑ эта опция указывает минимальное количество элементов вдоль любой границы поверхности. Обычно 1 является вполне подходящим значением. Большие числа позволяют создать более густую сетку вдоль коротких границ.

Max Angle Tolerance – обеспечивает сгущение сетки в областях с большой кривизной.

Small Feature Adjustment – регулировка малых особенностей. Используется при импортировании геометрических данных из AutoCAD’а или других подобных программ. Позволяет избежать неоправданного измельчения элементов возле границ составленных из коротких отрезков нескольких линий.

Mapped Meshing Refinement – Позволяет получить «улучшенную» сетку, внешне напоминающую сетку меридианов и параллелей на географической карте.

Surface Interior Mesh Growth – позволяет увеличить или уменьшить размеры элементов внутри поверхности по сравнению с размерами сетки на ее границах.

Curvature-Based Mesh Refinement – сгущает сетку в областях с большой кривизной. Аналогично Max Angle Tolerance, но использует другой подход.

6. Остальные команды подменю Mesh – Mesh Control

Здесь, как и ранее, описания приведенных курсивом команд приводятся не для запоминания, а лишь в качестве справочного материала.

Size At Point – задает размер сетки на всех линиях, для определения которых использовалась данная точка.

Size on Solid – разметка трехмерной области

Interactive – интерактивное изменение существующей разметки

Custom Size Along Curve – ручное добавление, удаление и перемещение точек разметки линии

Division on Surface – разметка поверхности, указанием количества элементов на его границах (а не размера)

Mesh Points on Surface – указание включить в сетку точки со строго указанными координатам

Attributes At Point – закрепляет за точкой определенный сортамент

Attributes Along Curve – закрепляет за кривой определенный сортамент, ориентацию, нормальное смещение (offset) для одномерных элементов, которые будут создаваться на этой кривой.

Attributes on Surface – закрепляет за поверхностью сортамент и нормальное смещение для двумерных элементов, которые будут создаваться на этой поверхности

Attributes on Volume – закрепляет за объемом сортамент для трехмерных элементов, которые будут создаваться в этом объеме.

Attributes on Solid – аналогично Attributes on Volume. Разница между Volume и Solid подробно будет рассмотрена на пятом курсе

Approach on Surface – позволяет управлять методами генерации сетки

Feature Suppression – позволяет избежать ненужного измельчения сетки.

7. Создание элементов и узлов на геометрических объектах

Выше были разобраны команды предварительной разметки геометрических объектов (Mesh – Mesh Control). Эта работа в основном и определяет характер и основные свойства получаемой конечно-элементной сети. Однако фактическое создание узлов и элементов происходит при выполнении других команд – команд пункта меню Mesh – Geometry. При выполнении этих команд предоставляется возможность задать конкретные особенности создаваемой конечно-элементной сетки.

Далее будет рассмотрено построение сетки на линиях и поверхностях.

7.1. Создание узлов и элементов на линиях (Mesh – Geometry - Curve)

К ак всегда начинается всё с небольшой подготовки. Для того, чтобы можно было выполнить эту команду (Mesh – Geometry - Curve), в файле модели уже должно кое-что иметься в наличии. Создайте пару линий, например, прямую и кривую, как на рисунке. Не будем создавать себе ненужные сложности и зададим эти линии, лежащими в рабочей плоскости (по умолчанию XY). На этих линиях выполните предварительную разметку сетки с помощью команды Mesh – Mesh Control – Size Along Curve.

Кроме того, создайте описание свойств какого-нибудь материала (Model - Material) и опишите два сортамента (Rod и Bar) для одномерных элементов. Конкретные значения свойств материала и сортаментов выберите на свое усмотрение. Единственное пожелание – при описании сортамента Bar нажмите кнопку Shape и выберите какую-нибудь из стандартных форм поперечного сечения. Это сделает наши последующие упражнения более наглядными. На рисунке ниже выбран прямоугольник, а вы, если хотите, можете выбрать любую другую форму. Обратите внимание, что при использовании Shape вы освобождаетесь от неприятной обязанности вручную вычислять все площади и моменты инерции сечения.

Еще одна польза от окна Cross Section Definition, появляющегося при нажатии кнопки Shape. В этом окне наглядно показаны оси Z и Y поперечного сечения стержня. Чаще всего ошибки при создании стержневых элементов возникают из-за неправильной ориентации сечения. Поэтому такая наглядная помощь очень уместна.

Т

еперь все подготовительные работы закончены, и можно приступить к созданию элементов. Выполните команду Mesh – Geometry – Curve, в боксе выбора объекта укажите любую из созданных линий и, в результате вы увидите окно выбора опций сетки на геометрическом объекте (Geometry Mesh Options). Как правило, здесь требуется только выбрать нужный сортамент из списка Property. Сейчас, для первой линии давайте выберем сортамент Rod.

Другие возможности используются редко, но коротко упомянем и о них.

В окошки Node ID и Elem ID по умолчанию заносятся первые свободные номера для узлов и элементов. Если желаем начать нумеровать создаваемые узлы и элементы с других чисел, придется их введить вручную.

Выбор другой системы координат из списка CSys не влечет здесь за собой каких-либо прямых последствий кроме смены текущей системы координат.

Кнопка New Prop может понадобиться вам, если вы забыли предварительно описать нужный сортамент.

Кнопки Node Param и Elem Param дают вам возможность задать параметры для создаваемых узлов и элементов точно так же, как это делается при выполнении команд Model – Node и Model - Element.

В рамке Generate мы можем отказаться от предлагаемого по умолчанию варианта Elements and Nodes (создаются и узлы и элементы) и выбрать опцию Nodes (создаются только узлы).

Опции рамки Element Shape (форма элементов) при создании одномерных элементов (стержней) недоступны, так как форма у них всегда одна – отрезок прямой. Эти опции используются при создании двумерных и трехмерных элементов.

Итак, выбрав в списке сортаментов Rod и нажав OK, мы получим стержневые элементы расположенные на выбранной кривой в полном соответствии с ее предварительной разметкой.

П
ри создании элементов типа Bar имеется всего один нюанс, но очень важный. Повторите команду Mesh – Geometry – Curve, выберите вторую линию, укажите в списке сортаментов Bar, и, нажав OK, вы вместо готовых элементов получите еще один вопрос – диалоговый бокс для определения вектора ориентации сечения элемента. Здесь надо задать вектор, направленный так, как вы хотели бы направить ось Y элемента (ту ось Y, которую мы видели в окне Cross Section Definition). Надо сказать, что FEMAP не слишком придирчив, и, если вы укажете вектор, не перпендикулярный оси X (продольной оси) элемента, он сам спроецирует его на плоскость поперечного сечения. Здесь же направим ось Y элемента перпендикулярно рабочей плоскости, то есть в направлении глобальной оси Z.

Таким образом, созданные элементы типа Bar должны будут как бы лежать на боку: больший размер прямоугольного сечения будет лежать в плоскости XY, а меньший – перпендикулярен ей. Затем нажмите кнопку OK, и в графическом окне появится изображение элементов в виде белых отрезков, а в окне сообщений – текст “10 Element(s) Created” (10 элементов создано).

Однако, как уже говорилось, именно в ориентации сечения чаще всего допускаются ошибки при создании элементов Bar. Поэтому для дополнительной проверки надо использовать любую возможность. Такую возможность FEMAP предоставляет в виде команды View – Options (вид – опции, горячая клавиша F6). Вообще команды пункта View, предназначенные для управления отображением нашей модели на экране, очень важны. Позднее эти команды будут рассмотрены подробней. Однако совсем обходиться без них невозможно уже сейчас. Поэтому по ходу изучения нам уже приходилось встречаться (и использовать) такие команды, как View Select, View Redraw, View Autоscale. Сегодня первое знакомство с командой View Options.

В результате выполнения этой команды, на экране появится следующий диалоговый бокс.

В се те вещи, изображением которых мы можем управлять, разбиты на три категории (Category). По умолчанию выбрана именно та категория, которая нам нужна сейчас – Labels, Entities and Color (метки, объекты и цвет). В списке опций (Options) указываем Element – Orientation/Shape (элемент – ориентация/ форма). Теперь в списке Element Shape выберем третий вариант – Show Cross Section (показывать поперечное сечение). Теперь можно сразу нажать кнопку OK, но лучше не торопиться, а нажать кнопку Apply (применить). В этом случае изменения во внешнем виде элементов произойдут, но окно View Options закрыто не будет. Благодаря этому можно сразу внести поправки, если эти изменения внешнего вида нас чем-то не устраивают. Например, мы можем захотеть сделать видимыми ориентационные вектора элементов и поставить флажок в окошке Show Orientation (показать ориентацию). Вновь нажмем кнопку Apply и, если полученное изображение нам понравится – кнопку OK. У нас получилась такая картина:

Выбор опций вида – это личное дело пользователя. Показывать вектора ориентации элементов или нет, показывать форму поперечных сечений элементов или ограничиться изображением элементов как отрезков – все это решает сам пользователь. Решающий аргумент в выборе – удобно вам работать с таким изображением или нет.

7.2. Создание узлов и элементов на поверхностях (Mesh – Geometry - Surface)

П редварительно создайте сортамент типа Plate. Создайте поверхность. Вновь не усложняйте задачу и ограничьтесь простым прямоугольником. На каждой границе разметьте сетку с помощью команды Mesh – Mesh Control – Size Along Curve. Пусть на каждой границе будет намечено разное количество элементов.

Теперь можно выполнить команду Mesh – Geometry – Surface. В окне выбора объекта укажите созданную поверхность и после этого вы увидите диалоговый бокс Automesh Surfaces (автоматическое построение сетки на поверхностях). Так же как и для линейных элементов, чаще всего вы будете только указывать нужный сортамент, оставляя в остальных окошках значения, предлагаемые по умолчанию.

Характеристики

Список файлов лабораторной работы