Басов К.А. - ANSYS в примерах и задачах (1050607), страница 29
Текст из файла (страница 29)
В результате модель сектора диска с лопаткой приобретает такой вид, как на рис. 13.6. Однако простое создание сеток конечных элементов на диске и лопатке г в данном случае не рекомендуется, поскольку при этом лопатка не будет взаимодействовать с диском (фактически окажется незакрепленной) и никакого решения не будет получено.
Для обеспечения связи лопатки с диском можно применить один из трех вариантов дальнейших действий: 1. Рассечение заведомо контактирующих поверхностей паза диска и замковой части лопатки по линиям для создания единой сетки на стъ|ках, как это было показано в главе 12, с объединением совпадающих объектов (то есть создание совпадающих поверхностей на границах двух объемов), 2. Создание контактных элементов на контактирующих поверхностях, как это было показано в главе 11. 3. Стыковка раздельных сеток при помощи специальных средств АХ15У5. Поскольку операции с объединением границ и созданием контактных элементов уже описаны выше, в данной главе описывается только последний вариант действий.
Для создания связи сеток по прилегающим поверхностям следует применить следующие операции: 1. Выделить узлы на контактирующей поверхности тела № 1 (номер условный, но всего тел 2), по узлам — выделить элементы, а по элементам — все относящиеся к ним узлы. Тлава 73. Создание расчетной модели и расчет на прочность диска лопаточкой машины 2. Выделить только узлы на ответной поверхности тела № 2. 3. Вызвать команду связи сеток и узлов конечных элементов.
4. Процедуру повторять для каждого набора соприкасающихся поверхностей В данном случае процедуру следует повторять 2 раза, поскольку грани паза диска и замковой части лопатки имеют 2 общие зоны. Команда обеспечения связи сеток вызывается из экранного меню следующим образом: Ргергосеьзог -+ Соврйвй/Сейп — э Ад)асеп1 Кеа(ов. После вьгзова данной команды на экране появляется панель Совз1га)в1 Ейвабопз Сопвеебпй Ад)асев1 Кея(опз (рис. 13.7). Рис. 13.7.
Панель Сопз1га~п1 Ецца6опз Соппесйпй Аг))асеп1 Пей'опз 1 В данной панели достаточно нажать кнопку ОХ После этого в окне вывода гюявятся сообщения о создании связей, которые окончатся сообщением типа Хзлв" СОХчЯТЯАХЛ'Т ЕДХХАХХОЛЮ 6ЕЛгЕЯАТЕВ АТ 446 Л'ОХ)ЕЯ (1333 связей создано между 446 узлами). Из командной строки та же команда доступна в виде: СЕ114ТР, ТОЛК, ВОР1, ВОР2, ВОРЗ, ВОР4, ВОЕ5, ВОЕ6, Могето1 где: ТОЧЕК вЂ” точность поиска контактирующих узлов одной сетки в зоне выбранных элементов другой сетки (гю умолчанию равна 0,25, то есть 25% от размера конечного элемента); ВОР1, ВОР2, ВОРЗ, ВОР4, ВОР5, ВОР6 типы степеней свобод в узлах (перемещения и прочее, по умолчанию все); Мочето1 — допустимое перемещение узлов в зоне прилегания сеток относительно размеров конечных элементов (то есть расхождение поверхностей илн их внедрение друг в друга; возможные значения — от — 1 до 1; по умолчанию О).
К Л. Басов. АГч'3У3 в нримврах и задачах Далее к созданной сетке конечных элементов необходимо приложить нагрузки и закрепления. В состав прикладываемых нагрузок могут входить, например, следующие: давление потока газа или жидкости на поверхностях диска и лопатки; ° центробежные, инсрционные нагрузки и др. В качестве источника центробежных сил можно приложить скорость вращения и угловое ускорение. Кроме того, можно приложить кориолисово ускорение.
Приложение скорости вращения обеспечивается из экранного меню следующим образом: Ргергосекког -+ 1оадк -в Арр1у -к О1)гег в Апйп)аг Уе!ос!(у. Из командной строки та же команда доступна в виде: ОМЕСА, ОМЕСХ, ОМЕСУ, ОМЕСХ, КБР1)ч! где: ОМЕСХ, ОМЕСУ, ОМЕСХ вЂ” угловая скорость относительно осей Х, У и Х соответственно; КЯР1Х вЂ” опция учета вращения на матрицу жесткости; 0 — модификация матрицы жесткости не производится; ° 1 — модификация матрицы жесткости производится. После вызова команды из экранного меню на экране появляется панельАрр1у Апйп1аг Уе1ос11у (рис. 13.8). глава Ы Создание расчетной модели и расчет на прочность диска лопаточной магиины Узлы, соответствующие подглипниковой опоре, закрепляются в направлении оси Х (то есть по радиусу), а узлы, соответствующие лежащему на боковых гранях сектору диска, — в направлении оси У (в данной системе координат по р диусу).
Разумеется, что часть узлов (в зависимости от конструкции) должна быть закреплена в осевом направлении. В результате модель, подготовленная для расчета, имеет такой вид, как на рис. 13.9. В результате всех проведенных операций модель с закреплениями, нагрузками и связями готова для выполнения расРис. 13.9.
Конечноэлементная модель диска с лопаткой с закреплениями и связями чета. Однако возможен вариант геометрии сектора диска, в котором ось паза не является параллельной оси вращения. В этом случае сектор должен вырубаться двумя винтовыми поверхностями и задание строго осесимметричных граничных условий на боковых поверхностях сектора будет неадекватно реальному поведению исследуемой конструкции. Для устранения этого недостатка в расчетной модели следует применить команду, которая позволит связать между собой перемещения в разных узлах так, чтобы для двух или более узлов с номерами ! или ) действовали условия: (),(1) = С,В () (1) = (3„О) П'.,(!) = П,О) Рис.
13.8. Панель Арр!у Апйп!аг Че!ос!Гу Размерность прикладываемой угловой скорости — радианы в секунду. Для приложения закреплений к сектору диска требуется перейти в цилиндрическую систему координат, как это было описано в главе 9. Далее следует перевести в цилиндрическую систему координат узлы, соответствующие подшипниковым опорам, и узлы, соответствующие боковым граням сектора. Разумеется, что все вышеперечисленное имеет силу лишь в том случае, если ось вращения диска совпадает с осью Х. 172 данная команда доступна из экранного меню следующим образом: Ргергосекког -> Сопр11пйгг Сейл -+ Сопр1е ВОРк.
Пос- Рис. 13.10. Панель Оейпе Ссор!ег! ВОРз ле вызова данной команды в командной строке возникает запрос: 1СР1 р)с7г ог внгвг лодок го ()в соир1вд, и после выбора требующихся узлов и отказа от дальнейшего выбора на экране появляется панель Вейве Саар!ей ВОРк (рис. 13.10). В этой панели в списке Лад Г)в8гев-о)-!гведот 1адв1 следует указать тип степени свобод АХ1 (Все) и нажать кнопку Арр1у или ОК.
Из командной строки эта же команда доступна в виде: СР, )ч)ЯЕТ, 1,а)к, )ч(ОВЕ1, гч'ОВЕ2, )ч)ОВЕЗ, )ч)ОВЕ4, 1чОВЕ5, )ч)ОВЕб, ХОВЕ7, ~ОВЕ8 )ч(ОВЕ9 )ч(ОВЕ10 )ч(ОВЕ11 1(ОВЕ12 )ч)ОВЕ13 ~ОВЕ)й )ч(ОВЕ13 МОВЕ16, ХОВЕ17 где: !ЧВŠР— номер создаваемого уравнения связи между перемещениями узлов; 1 ко — обозначение степени свободы (ПХ, ()У и т.д.); )ч)ОВЕ1 мОВЕ17 — номера узлов КЛ.Басов. АЛБУБ и примерах и задачах Рис.
14.1. Эскиз тонкостенного корпуса О существление данной процедуры требует предельного внимания со стороны пользователя, а также определенных условий, предъявляемых к сетке конечных элементов. Эти условия следующие: 1. Точ ки, линии и основанные на них поверхности должны точно совпадать при повороте вокруг оси вращения на угол, соответствующий данному сектору (при создании расчетной модели средствами САГ7 это условие выполняется автоматически) . 2. Ли нии при построении сетки конечных элементов должны иметь одинаковую параметризацию (то есть на линиях должно создаваться одинаковое число).
3. Узлы на боковых поверхностях сегмента диска должны переходить друг в друга при повороте. 4. Узлы, на перемещения которых накладываются связи по переме|цениям, должны быть перенесены в цилиндрическую систему координат. Угол, на который поворачивается сектор, разумеется, равен 360', деленным на количество лопаток. В резульРи с. 1 3. 1 1. .
Символическое изображение связи тате выполнения данной перемещений двух узлов модели операции между двумя узлами появляется связь (рис. 13.11). Вопросы, связанные с выполнением процедуры расчета и дальнейшим просмотром результатов, были рассмотрены в предыдущих главах. Геометрические модели, рассматриваемые в данной главе, создаются средствами Ап1оСАР.
Для расчета задачи могут быть применены конечные элементы как 1, так и П порядков. Как и в предыдущих случаях, последовательность действий сводится к следующему: 1. Создание геометрической модели средствами Ап1оСАО. 2. Передача построенной геометрической модели в препроцессор МКЭ А)х(КУЯ. 3.
Определение типа элемента, характеристик элемента и материала. 4. Создание сетки конечных элементов. Как представляется, в данном случае вопросы приложения нагрузок и закреплений, а также последующего выгюлнения расчета и просмотра результатов можно опустить. Создание твердотельной модели средствами А(31оСА0 Геометрическая модель в комплексе АпгоСАГ) создается как совокупность тел вращения и протягивания с дальнейшим объединением полученных тел в одно общее. Профиль исходных отрезков и дуг показан на рис. 14.1. Желательно, чтобы положение линий соответствовало не внешнему кон- ф, туру детали, а срединным поверхностям создаваемых оболочек.
В дальнейшем на основе линий, показанных на рис. 14.1, строятся дополнительные объекты, которые станут основой лля создания твердого тела, которое и будет передано в препроцессор МКЭ А)ч) КУЯ. В качестве этих объектов рекомендуются следующие элементы: замкнутая полилиния, предназначенная для моделирования передней конической (левой на рис. 14.1) оболочки; замкнутая полилиния, предназначенная для моделирования цилиндрической оболочки; КА, Басов. А)чБУБ в промерах и задачах Глава 14. Создание расчетных моделей и расчет оболочек сложной дормез ° замкнутая полилиния, предназначенная для моделирования задней конической (правой на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
