Басов К.А. - ANSYS в примерах и задачах (1050607), страница 11
Текст из файла (страница 11)
По умолчанию установлена опция плоского напряженного состояния, которая и требуется в данном случае. Из командной строки команда выбора типа элемента задается следующим образом: ЕТ,1,РЬА)ч(Е42. Материал указывается совершенно аналогично тому, как это было описано в главах 4 и 5.
Для материала обязательно надо указать модуль Юнга и коэффициент Пуассона. Создание сетки конечных элементов Для создания сетки КЭ в препроцессоре требуется: присвоить поверхности атрибуты (тип элемента и материал); определить параметризацию по линиям; создать узлы и элементы. Присвоение атрибутов поверхности осуществляется командой экранного меню ргергосеввог -ь А!(г(Ьвгез — Вейве ь А)! Агеав...
Для поверхностей требуется задавать следукзшие свойства (приводятся в поРядке, указанном в панели выбора атрибутов Агеа АйпЬв!ез, представленной на Рис. 6.7): К А.Басов. А7чБУБ в примерах и задачах Рис. 6.7. Панель Агеа А11г1оц1ез Рнс. 6.0. Панель Арр!у О,ПОТ оп Ыпез 69 ° МАТ Маьвпа! питЬвг — номер применяемого материала; ° ЯЕАЕ Ква( сопвгапз зе1 питдег — номер набора характеристик конечного элемента (толщина, присоединенная масса и т.п. в данном случае не указаны и не требуются); ° ТУРЕ Е!степ! гуре питЬег — номер типа элемента; ° ЕБУБ Е1етепг соогс!!па!е зуз — номер элементной координатной системы (для изотропного материала не требуется). Из командной строки команда атрибуты поверхности задаются командой ААГГ, 1„1,0.
Весьма важной особен- хсм постыл данной задачи яв- 111 ляется необходимость со- в Дь здания сетки КЭ, размеры элементов которой на внутреннем контуре (в зоне концентрации напряжений) меньше, чем на внешнем. Для этого следует задавать число элементов по ь ~",," отдельным линиям (в экранном меню применять команду Ргергосеззог -+ МезЫвя -+ я)хе Св(г)з... -ь: „, ° )Ь 1 ";ь . „о",6 Р)с)се!) 1,шез) и в панели .,1' и, 1ььв . Р 1ь 1 зй:.
ном БРАСЕ Брас!пя Лацо, при помощи которого можно задавать длину Рнс. 6.6. Вндсеткн конечных элементов, сгущенной ребра переменной по ли- в зоне концентрации напряжений слова б. Создание расчетной модели и расчет на прочность пласзпины с контрольным оьчвврстием иии, В результате после выполнения команды создания сетки КЭ на поверхности, вызываемой из экранного меню последовательностью Ргергосеааог — ь Мез)ь(ия — Мез)г — ь Агеаз -+ Ргее, на экране возникает вид сетки КЭ, показанной на рис. 6.8. Из командной строки команда создания сетки на поверхности вызывается следующим образом: АМЕВН,1(где 1 — номер текущей поверхности). Возможен также вариант АМЕЛИН,А( 1. (для всех поверхностей).
Приложение нагрузок и закреплений В данном разделе нагрузки и закрепления, в отличие от глав 4 и 5, будут прикладываться к линиям. При этом требуется закрепить прилегающую к концентратору напряжений (вырезу) горизонтальную линию, ограничивающую поверхность, в направлении оси 1; аналогичную вертикальную линию — в направлении оси Х. К одной из двух линий, не прилегающих к концентратору, следует приложить распределенную нагрузку.
Закрепление по линии прикладывается командой экранного меню Ргергосеавог -ь 1лзаз)з -в ).оаь)з — Арр!у в 81гвс1вга1 — ВВр1асешев1 -+ Ов В|вез. При этом следует указать курсором на экране требуемую линию и далее указать тип приложения перемещений по линии в панели Арр)у (),ВОТ ов 1)вез, показанной на рис. 6.9. В этой панели в списке ЛаЬ2 ООРз 1о Ьв сопв!гайзед следует выделить требуемое направление перемещения (АЕЕ РОТ, то есть все, ((Х или И) и в строке УАЕЖ Изр!асвтеп1 га!ие указать значение перемещения (в данном случае — 0). рава 6.
Создание расчетной модеви и расчет но нро очисть пвостини с Ментрсоьным отверстием КАЕ Басов. 2((УБУБ в примерах и задачах Просмотр и анализ результатов Рис, 6.10. Панель Арр(у РПЕЯ оп бпеб Рис. 6.12. Поле напряжений о 71 7Л Нажатие кнопки ОК приводит к приложению требуемого перемещения к линии, а нажатие кнопки Арр1у дает возможность выбора следующей линии. Из командной строки команда приложения перемещения к линии вызывается следующим образом: Ретн5„1)У,О. В данном случае 5 — номер линии, т)Ъ'- направление перемещения, Π— значение перемещения. Аналогичным образом прикладывается распределенная по линии нагрузка. Из экранного меню это можно сделать следующим образом: Ргергосевеог -ь Еоабв -ь Еоа(!в — Арр1у -ь Ргевзыге -ь Оы В|лев. После указания требуемой линии на экране появляется панель Арр!у РКЕЯ ов 1!ыез, в которой указывается значение прикладываемой нагрузки (рис.
6.10). В этой панели в строке УАЕЬЕ Еоас( РЕЕБ иа1ие следует указать значе(гис нагрузки (давления) на линии. Знак « — » ставится потому, что в данном случае давление должно действовать не внутрь поверхности, а наружу. После нажатия кнопки ОК происходит выход из панели. Из командной строки команда приложения давления к линии вызывается сле дующим образом: Ярть4,РККЯ;10,. В данном случае 4 — номер требуемой линии Вид поверхности с приложенными граничными условиями и нагрузками показан на рис.
6.11. Поскольку команды перенумерации узлов и запуска решения уже описаны выше можно перейти непосредственно к просмотру результатов. Полученное поле узловых осевых напряжений о„показано на рис. 6.12. Максимальное напряжение в зоне концентрации составляет 30,6 Н/мм'.. В то же время из курса итсория упругости» известно, что при приложенной Рис. 6.11. Поверхность с приложенными граничными условиями и нагрузками ноэль воьстгоы втер=1 50В =1 тгие=1 5Х Раис) язтз=с РоиагбсарЬхса ееясет=1 ЯЧЯЕб=Мак СМХ =.005253 змв =-.157112 5МХ =30.539 †.15711 ОО(я! 3.254 б.бб4 — 10.075 — 13.48б 1б.аэб — 20.307 27.710 27.129 30.539 КА.
Басов. АдеБУЯ в примерах и задачах уже было сказано в главе 6. Рис. 7А. Профиль диска нагрузке точное значение напряжения составляет 30,6 Н/мм'. Расхождение с точным результатом не превышает 2%, что является вполне допустимым. Г1овторный расчет при помощи элементов И поря*ка Показанное выше решение получено для сетки КЭ, созданной из элементов 1 порядка.
Для получения решения с той же параметризацией линий необходимо удалить узлы и элементы, назначить новый тип конечных элементов и провести новый расчет. Поскольку все граничные условия приложены к элементам геометрической модели, их новое задание не требуется. Удаление сетки КЭ производится командой Ргергосеааог — > МезЫий — С1еаг -+ Агеаз. Из командного окна та же команда вызывается в виде АСЕЕАЕ,АЫ . Далее следует заменить тип элемента Р(апе42на Р(апе82путем вызова команды экранного меню Ргергосеааог — > Е1ешев( Туре -+ А44/Е411/Пе1еге...
В панели Е!ешеп( Туреа следует удалить тип элемента Р(апе42 кнопкой 1)е1еге и выбрать элемент Р1апе82. После назначения новых атрибутов поверхности можно создать новую сетку конечных элементов и провести с ней новый расчет. Представляется, что пользователь может провести весь описанный набор действий самостоятельно, ориентируясь на приведенную выше последовательность операций. Геометрическая модель, используемая в данной главе, создается заново средствами АпгоСАО.
Подобно изложенному в главе 6, модель может состоять исключительно из отрезков прямых и дуг окружностей или включать в себя поверхность (объект гея)оп). В этой главе рассматривается решение задачи расчета осесимметричного тела (диска), нагруженного центробежными силами и контурной нагрузкой. Для расчета могут быть применены конечные элементы как 1, так и П порядков.
Как и в случае, описанном в главе 6, последовательность действий сводится к следующему; 1. Создание геометрической модели средствами АигоСАГз. 2. Передача построенной геометрической модели в препроцессор МКЭ А)ч(БУЙ. 3. Окончательные работы по формированию геометрической модели, проводимые средствами МКЭ А)ч)БУБ. 4, Определение типа элемента, характеристик элемента и материала. 5.
Создание сетки конечных элементов. 6. Приложение нагрузок и закреплений. 7. Выполнение расчета. 8. Просмотр результатов. 9. Изменение сетки КЭ и повторный расчет (при необходимости). Ниже описывается последовательность перечисленных действий. Разумеется, что описывать порядок построения поперечного профиля тела вращения нет необходимости. Построенная модель представлена на рис. 7.1.
Следует указать особо, что при выполнении машиностроителъных чертежей принято ось вращения диска располагать горизонтально, то есть параллельно оси Х комплекса АшоСАГ). В отличие от принятых в практике проектирования соглашений, ось вращения модели в МКЭ А)ч)8УБ — ось У. Поэтому построенную модель требуется повернуть на 90'. При этом необходимо помнить, что координаты Х элементов модели будут восприниматься как радиусы. Поэтому в модели не может быть точек с отрицательными значениями координаты Х.
Аналогично описанному в главе 6, созданную сред- ствами САГ) модель можно передать в формате 1СтЕ8 или в формате АС1К В случае если в препроцессор МКЭ передаются только линии профиля, в препроцессоре требуется построить поверхность поперечного сечения детали, как об этом К.А. Басов. АФБУБ в примерах и задачах Рис. 7.4. Панель Арр!у Апрц!аг Че!оогу 75 Определение типа элемента, характеристик элемента и материала Особого типа осесимметричного конечного элемента в МКЭ Агч ЯУЗ нет.
Одна- ко путем подбора опций типа элемента плоский конечный элемент превраща- ется в КЭ, описывающий осесимметричное напряженно-деформируемое состо- яние. Поэтому выбор требуемого типа элемента выполняется в два этапа: 1. Выбор типа конечного элемента, описывающего плоское напряженное состояние, как это показано на рис. 7.2 (в данном случае выбирается конечный элемент П порядка). Рнс. 7.2. Панель ЫЬгагу о( Е!ешепгтуреэ при выборе типа КЭ, пригодного для расчета осесимметрнчного НДС 2. Определение для выбранного типа КЭ опции еОсесимметричное напряженно-деформированное состояниееэ как это показано на рис.
7.3. Рис. 7.3. Выбор опции «Осеснмметричное НДС» для элемента Р(АНЕ82 Свойства материала определяются обычным, уже описанным выше спосо бом. В данном случае для материала требуется задать модуль К)нга, коэффици ент Пуассона и плотность. Глава 7. Создание расчетных моделей и расчет па прочность тел вращения Далее для построенной поверхности плоского поперечного сечения диска ~ебуется определить тип материала и тип элемента (см. выше).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
