Возможности ANSYS (1050650), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Кромевариантов отсутствия трения или кулоноватрения, допускается задание вязкоготрения и вязкого затухания. Эти элементымогуттакжеучитыватьизменениетолщиныоболочкииснабженыстандартными опциями активизации идеактивизации (birth - death).Элементыдляграницыразделапредставляют собой контакты типа “точка точка” с ограниченным скольжением иликонтакты “точка - поверхность” созначительным скольжением. Можно учестьтрение по поверхности раздела. Элементможет быть закрытым и скользящим,закрытым и неподвижным или открытым.Армированный твердотельный элементдля моделирования бетона, горных породили композитов с тремя различными понаправлениюнаборамиармирующихматериалов.
Основной материал элементаможетдробиться,растрескиваться,деформироватьсяпластическиилииспытыватьползучесть,тогдакакармирующий материал ведет себя какпластичный материал или испытываетдеформации ползучести.Нелинейный демпфер в виде пружины нарастяжение-сжатиеиликручениеснелинейным демпфирующим поведением.Нелинейностьэлементаявляетсянепрерывной функцией, меняющейся отитерации к итерации.Нелинейная пружина с жесткостью,зависящей от скорости и позволяющейполучитьконсервативныйилинеконсервативный отклик.
Пользовательимеет возможность задать силовуюхарактеристику элемента, содержащую до40 линейных участков.Гибкая нить / Зазор представляет собойбилинейный элемент для моделированиягибкой нити (работа только на растяжение)или зазора (работа только на сжатие). Дляварианта гибкой нити элемент может бытьнатянутым или свободным, в режимезазора элемент сжимается или открыт.Оболочка со складками - элемент длябезмоментных оболочек, которые придействии сжимающих напряжений теряютформу с образованием складок. Элементможет быть растянут в двух направлениях,Представительство CAD-FEM GmbH в СНГТел. (7-095) 913-23-00, 468-81-75смят в одном направлении или смят в двухнаправлениях.• Комбинированный элемент являетсяединственным, который содержит массу,сопротивление, зазор, пружину и можетпроскальзывать.Имеетопцию,запрещающую зазору открываться послетого, как он открылся, и опцию,предотвращающую закрытие границыраздела после ее появления.• Элемент управления представляет собойконечныйэлементсобширнымивозможностями,содержитмассу,сопротивление и эффект скольжения.Используетсядлядистанционногоуправления частью системы по заранеевыбраннымкритериямзасчетиспользования бинарной или квадратичнойуправляющейфункции.Можномоделироватьамортизаторы,муфтысцепления,термостаты,предохранительныеклапаны,электрические переключатели и т.п.Задачи контакта поверхностей можномоделировать, используя элемент контактаобщего вида.
Пользователь определяет двеконтактирующие поверхности, а затем спомощью всего одной команды дает указаниепрограмме автоматически расположить элементыконтакта между ними.Некоторыетипыконтактовможномоделировать, используя связывающие илиограничивающие уравнения. Это - более общеесредство,котороедаетвозможностьмоделировать такие особенности, как жесткиеобласти, шарнирные соединения, границысимметрии зон скольжения и другие особые видысоединения узлов модели.
Этим способомпользователь имеет возможность вводить такиеограничения на узловые степени свободы,которые недоступны при использовании статусаэлементов.Еще одним нелинейным средством,относящимся к изменению статуса элемента,является опция активизации и деактивизации(“рождения” и “смерти”) элемента. Эта опциядает возможность управлять вкладом элемента вматрицы уравнений в процессе решения задачи.Ее можно использовать при моделированиидобавления или удаления материала (например,процессы выемки грунта или изготовления), дляотслеживания соударения движущихся частей(соударение цепи и звездочки цепной передачи)или для любых других приложений, в которыхвклад элемента в решение зависит от егорасположения в расчетной модели. Эта опциядоступна для большинства конечных элементовпрограммы ANSYS.Кинематический анализОфис 1703, 77, Щелковское шоссе, Москва, 107497, РоссияФакс 913-23-00e-mail: cadfem@online.ru32Перевод и редактирование Б.Г.
Рубцова, оформление Л.П. ОстапенкоКинематика - это область механики, вкоторой изучается движение тел в абстрактнойформе, без учета реальных масс и сил.Рассматривается движение двух типов тел:абсолютнотвердогоидеформируемого.Кинематикаабсолютнотвердоготелапредполагает,чтодопустимопренебречьдеформируемостьюдвижущихсязвеньевмеханизма и не учитывать ее при получениирешения. Кинематикой деформируемого телаучитываются деформации, возникающие вэлементах конструкции при ее движении, чтоявляется более реалистическим подходом крешению практических задач (рис.
26).С помощью программы ANSYS можнопроводитьтрехмерныйанализдвиженийдеформируемых звеньев, используя средстваучета больших прогибов и конечных (больших)поворотов. Эти средства используются в техслучаях, когда имеет существенное значениеинтегральный, накопленный эффект движения.Анализ конструкций с учетом кинематикидвижения их составных частей позволяютпроводить следующие средства программыANSYS:• метод решения Ньютона-Рафсона;• возможность учитывать большие поворотыпри описании поведения двумерных итрехмерныхсиловыхэлементовконструкции;• наличие трехмерного конечного элементадлямоделированияшарнирногосоединения;• наличие трехмерного конечного элементадлямоделированиялинейногоисполнительного механизма.Для учета влияния сил инерции накинематическое поведение системы применяютсяпрограммные средства, которые используютсяприанализепереходныхдинамическихпроцессов.
Важным средством решения задачдинамики при больших прогибах и высокойстепени динамичности является метод Ньюмаркаинтегрированияповремени.Таккаккинематическое движение расчетной модели впространстве происходит в течение некоторогоотрезка времени, то требуется высокая точностьдля описания динамического поведения модели вкаждойточкеэтогоотрезка.МетодинтегрированияНьюмаркаобеспечиваеттребуемую точность, так как имеет небольшуювычислительную погрешность.Срединабораконечныхэлементовпрограммы ANSYS есть такие, которые можноиспользоватьдлямоделированиякинематического движение как в плоскости, так ив пространстве.
Примером является двумерныйбалочный упругий элемент для моделированияодноосного растяжения-сжатия и изгиба, которыйпри проведении кинематического анализарасполагаетвозможностямиописыватьмногократные повороты звена в плоскости. Этотэлемент можно использовать для моделированиякривошипного звена, например, механизмаавтомобильного стеклоочистителя, в которомПредставительство CAD-FEM GmbH в СНГТел. (7-095) 913-23-00, 468-81-75вращательное движение одного узла (кривошипа)преобразуетсяввозвратно-поступательноедвижение другого узла (щетки).
В данном случаеиспользование упругого балочного элемента,имеющеговозможностьнеограниченно“вращаться”, позволяет проследить движениекривошипа и точно описать результирующеедвижение, происходящее в расчетной модели.Трехмерный конечный элемент в видепетлевого или шарового шарнира используетсядля моделирования подвижного соединения двухчастей модели. Этот элемент может отображатьтакие характеристики, как податливость (илижесткость) соединения, трение в соединении,демпфирующие свойства и определенныефункции контроля и управления параметрамимодели.
Наиболее важной особенностью этогоэлемента, однако, является способность его осейсовершать поступательные и вращательныедвижения при перемещении связи.Особенности поведения этих шарнирныхсоединений определяются пользователем. Можнозадать следующие параметры:• момент трения;• моментпредварительнойзатяжкисоединения;• силы вязкого трения при вращении;• сопротивление вращению;• податливость соединения;• два ограничителя поворота (упоры);• условия срабатывания команд управления.Этивходныеданныеоднозначноопределяют поведение элемента. Так, например,пользователь может указать, каким образомэлемент реагирует на достижение верхнего илинижнего упора.
Элементу может быть предписанооставаться на месте или отскакивать от упора.Поскольку элемент имеет независимую системукоординат для отслеживания движения осейвращения, то изменение положения шарнираотносительно глобальной координатной системыне сказывается на значениях входных данных.Это позволяет точно определять относительноеположение связанных с шарниром элементовмодели.Управляющиесвойстваконечногоэлемента,моделирующегоподвижноесоединение, обеспечиваются двумя его узлами изпяти.
Через эти узлы передаются параметрыуправления элементом в соответствии свыбранными пользователем степенями свободы.В результате элемент может менять свои свойствав зависимости от того, что происходит в другомместе модели. Например, величина моментатрения может быть сделана возрастающей сростом скорости звена, которое содержит такойэлемент.Имеетсявозможностьзадаватьуправляющие сигналы в зависимости от значенийстепеней свободы в узлах, их первых и вторыхпроизводных, величин интегралов по времени отнеизвестных в узлах или, наконец, в зависимостиот времени. Можно сделать зависящими отуправляющихкритериевуказанныеОфис 1703, 77, Щелковское шоссе, Москва, 107497, РоссияФакс 913-23-00e-mail: cadfem@online.ruВозможности программыпользователем параметры элемента, например,нагрузки или углы поворота.Конечный элемент в виде так называемоголинейногоисполнительногомеханизмамоделирует соединение отдельных деталейконструкции, которые вращаются и претерпеваютизменения своей длины.
Примером такогомеханизма является гидравлический цилиндр.Этот элемент лишен изгибной жесткости иработает на растяжение-сжатие. На концахэлемента имеются шарнирные соединения.Пользователь имеет возможность задавать осевуюсилу или величину хода, на которую меняетсядлина элемента.Сочетание свойств подвижных соединенийи линейного исполнительного механизма свозможностями методом Ньюмарка и учетомконечных поворотов представляет собой средствомоделирования многосвязных механизмов сдеформируемымизвеньями,котороеиспользуетсядляпроведенияанализаконструкций при больших взаимных смещениях.Имеется возможность реалистически оцениватьдинамику сложного движения конструкции впространстве и определять результирующиенапряжения, деформации и смещения.[C]- матрица удельных теплоемкостей;{T}- производная по времени температуры вузле;- матрица эффективнойтеплопроводности;- вектор узловых температур;- вектор эффективного теплового потока вузле.[K]{T}{Q}С помощью программы ANSYS можновыполнить тепловой анализ для следующихзадач:• стационарная теплопроводность;• неустановившийся температурный режим;• фазовые превращения;• расчет температурных напряжений идеформаций.Стационарная теплопроводностьСтационарный тепловой анализ определяетустановившееся распределение температур вконструкции и кондуктивные тепловые потоки.Можнозадаватьтакие“нагрузки”,какконвективная теплоотдача с поверхности,тепловые потоки, плотность тепловых потоков,мощность тепловых источников и заданныетемпературы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
