Возможности ANSYS (1050650), страница 21
Текст из файла (страница 21)
(7-095) 913-23-00, 468-81-75Использование подмодели шкива дает болееточное распределение напряжений в критическойобласти галтели. Обратите внимание наразличие областей равных значений для модели иподмоделиТаблицы,содержащиезначенияфункциональнойзависимости“свойствотемпература”, сохраняются в центральной базепрограммы и используются при препроцессорнойподготовке.
Можно использовать команды базыданных для модификации табличных входов.Данные могут быть записаны в файл для созданиябиблиотекисвойствматериалов,котораяиспользуется в других видах анализа или другимипользователями. И, наконец, можно вывести наэкран график заданной зависимости.Значения параметров для ортотропныхматериалов указываются для направленийкоординатных осей X, Y и Z элемента илиглобальной системы координат.
Если параметрзадан только для направления Х, то внаправлениях Y и Z по умолчанию принимаютсятакие же значения, что соответствует заданиюизотропногоматериала.Дляописанияанизотропности свойств ряда конструкционных ипьезоэлектрическихматериаловможноиспользоватьособуюматрицу.Свойстваматериаловнеограничиваютсяслучаямиизотропного или отротропного поведения. Впрограмме ANSYS предусмотрено заданиеанизотропных свойств для выделенных конечныхэлементов.Композитные материалы моделируютсяпри помощи особых многослойных оболочечныхили твердотельных элементов. Эти элементыпозволяют формировать слои изотропных илиортотропных материалов, за счет изменениятолщины и ориентации слоев (рис.38).Офис 1703, 77, Щелковское шоссе, Москва, 107497, РоссияФакс 913-23-00e-mail: cadfem@online.ruВозможности программы• Пьезоэлектричество:Пьезоэлектрическая матрицаМатрица упругой жесткостиДиэлектрическая матрицаИмеется возможность найти необходимыехарактеристики в библиотеке материалов.
Приэтомсвойстваматериаловмогутбытьпостоянными, нелинейными или зависеть оттемпературы. Пользователь может вводить новыематериалы, необходимые для выполненияанализа. Библиотеку можно сделать доступнойдля всех пользователей данной организации.Библиотека конечныхэлементов программы ANSYSРис. 38Свойства материала могут быть нелинейными изависеть от температруры, как паказано наэтой иллюстрации задания нелинейных кривых“напряжение-деформация” для температур Т1 иТ2,которыеиспользуютсяприучетеполигонального упрочнения материалаНелинейныесвойстваматериаловподробнорассматриваютсявразделе“Конструктивныенелинейности”.Нижеприводится перечень параметров для линейныхматериалов, используемых в соответстующихвидах анализа.Характеристики материала• Прочностной анализ:Модуль упругости (модуль Юнга)Коэффициент теплового расширения призаданной температуреКоэффициент ПуассонаПлотностьКоэффициент тренияМодуль сдвигаКоэффициент внутреннего трения• Тепловой анализ:Удельная теплоемкостьЭнтальпияКоэффициент теплопроводностиКоэффициент конвективной теплоотдачиповерхностиСтепень черноты• Гидроаэромеханика:ВязкостьКоэффициент теплопроводностиПлотностьУдельная теплоемкость• Электричество:Удельное сопротивлениеДиэлектрическая постоянная• Электромагнитное поле:Кривая В-Н материалаКривая В-Н постоянного магнитаОтносительная диэлектрическая постояннаяКоэрцитивная сила постоянного магнитаПредставительство CAD-FEM GmbH в СНГТел.
(7-095) 913-23-00, 468-81-75Библиотека программы насчитывает более100 конечных элементов. Многие из нихснабжены опциями, позволяющими вноситьновые подробности и детали в формулировкуэлемента, что значительно увеличивает объембиблиотеки элементов. Конечные элементыпредназначены для моделирования двумерных(2D) или трехмерных (3D) моделей и могутрассматриваться как объекты, принимающиеследующие геометрические формы: точка, линия,поверхность или объем.В распоряжении пользователя имеются каклинейные,такиквадратичные(спромежуточными узлами в середине стороны)элементы. Для заданной сетки квадратичныеэлементы дают более точные результаты.
Однакодля повышения точности результатов прииспользовании линейных элементов они обычноснабжаютсядополнительнымифункциямиформы. В общем случае срединные узлы налюбой стороне элемента можно удалить.Большинствотрехмерныхэлементовпараллелепипедов можно преобразовать впризматическиеиличетырехгранные,абольшинстводвумерныхчетырехстороннихэлементов способно выродиться в треугольные.Значительная часть конечных элементовдопускает приложение требуемых тем или инымвидом анализа нагрузок, распределенных поэлементу: давлений, температур, конвективныхпотоков и т.д. Эти нагрузки образуютсоответствующие компоненты вектора нагрузок.К большинству элементов можно прикладыватьинерционные нагрузки (например, силу тяжести).Узловыенагрузки(силы,температуры,перемещения и т.п.
- в зависимости от назначенияэлемента) допускаются для всех элементов.Альтернативным способом приложения нагрузокк элементу является использование конечныхэлементов с поверхностным эффектом - дляособых видов нагрузок, таких, например, какповерхностное натяжение и жесткость упругогооснования.Опция появления (birth) и исчезновения(death) конечного элемента, которая доступна длябольшей части элементов, дает возможностьОфис 1703, 77, Щелковское шоссе, Москва, 107497, РоссияФакс 913-23-00e-mail: cadfem@online.ru50Перевод и редактирование Б.Г. Рубцова, оформление Л.П.
Остапенкопользователю управлять вкладом того или иногоэлемента в общие матрицы на этапе решениязадачи. Многие элементы прочностного итепловогоанализаснабженысредствамиопределения ощибки решения, что используется впрограммедлявычислениятойдолипогрешности, которая связана, главным образом,с дискретизацией сетки (т.е. с ключевым шагом впроцедуре адаптивного перестроения сетки,который описан в разделе “Препроцессорнаяподготовка”).Несколько специальных элементов даютвозможность приспособить конечно-элементнуюмодель к потребностям пользователя.
Припроведениипрочностногоанализадляотображения введенного пользователем упругогокинематического смещения двух точек среды впространстве может использоваться конечныйэлементввидематрицы“жесткостьсопротивление-масса”. Для более общих целейпрограмма ANSYS предоставляет конечноэлементные средства, которые дают возможностьпользователю ввести свой конечный элемент исвязать написанные им подпрограммы собъектным кодом программы ANSYS. Как и всепрочие конечные элементы программы ANSYS,так называемый элемент пользователя можетприменяться для любого вида анализа.
Указанноесредствопостроениярасчетноймоделизначительнорасширяетвозможностипользователя в тех случаях, когда требуетсявыйти за рамки стандартных подходов.В программе ANSYS существует выбормежду двумя типами конечных элементов сразной технологией вычислений - выбор междутак называемыми h-элементами и p-элементами.Заметим, что для h-элементов доступны всереализованныевпрограммеANSYSвозможности.Рассмотримвозможностипрограммы при использовании p-элементов.Р-элементыПрограммаANSYSобеспечиваетпользователяисчерпывающимнаборомтвердотельных и оболочечных p-элементов дляпроведения упругого прочностного анализа влинейной постановке. При этом решениепроводитсясавтоматическимконтролемточности. Использование p-элементов сокращаетзатраты времени на анализ, так как в этом случаепроцедуре создания подходящей сетки требуетсяуделять значительно меньше внимания.Р-элементы допускают использованиефункции формы в виде многочлена степени отдвух до восьми - в зависимости от требуемойточности.
Благодаря тому, что в p-элементахпорядок многочлена достаточно высок, расчетнаямодель может иметь крупную сетку. Поскольку впрограмме ANSYS обеспечивается файловаясовместимость данных, то ранее созданнаямодель с сеткой из h-элементов легкопреобразуется в р-элементную модель. Это темболее верно для моделей, в которыхиспользуются h-элементы высокого порядка.Представительство CAD-FEM GmbH в СНГТел.
(7-095) 913-23-00, 468-81-75Пользователь имеет возможность выбирать теконечные элементы, которые могут менятьстепень полинома, тем самым уменьшая общеевремя решения. Кроме того, p-элементы ненуждаются в перестроении сетки, что такжеэкономит время.Сходимостьрешенияконтролируетсяпользователем и определяется по четыремнезависимымкритериям:общейэнергиидеформаций,локальнымперемещениям,напряжениямидеформациям;можновоспользоватьсялюбымсочетаниемэтихкритериев.Пределыпогрешностиустанавливаютсяраздельнодлякаждогокритерия.Графическое представление конечныхэлементов весьма реалистично. Совершенствографического образа достигается за счет того, чтоизображениеистиннойискривленнойповерхности элемента строится с помощьюбольшого числа мелких граней, а при выводеграфиков распределения напряжений в виделиний уровня используется подробная цветоваяшкала.Средстваотображенияконечноэлементной модели и результатов решения,которыми располагает модуль PowerGraphics,пригодны как для h-элементов, так и для pэлементов.Характерной особенностью процессовпостпроцессорной обработки при использованииp-элементовявляется“интуитивность”.Результаты решения для оболочечных элементоввыводятся на те их поверхности, которыемодулем PowerGraphics программы ANSYSраспознаются как видимые.
Это же верно и для hоболочечных элементов при использованииPowerGraphics. Таким образом, при выводерезультатов решения для оболочечных элементовнет необходимости указывать положение верхаили низа элемента. У пользователя естьвозможность вывести на экран информацию остепени полинома для каждого элемента играфики сходимости решения для выбранныхкритериев. Можно получить результаты решенияврядевнутреннихобластейзаданиемдополнительной сетки с возможностью запросаданных.Результаты решения для элемента можнополучить в трех формах: для центра элемента, вузлах и для внутренней сетки элемента (до 25точек для четырехстороннего элемента и до 125точек для трехмерного твердотельного элемента).С помощью манипулятора “мышь” пользовательобращается к результатам для той локальнойточки p-элемента, координаты которой ближевсех к позиции курсора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
