Возможности ANSYS (1050650), страница 5
Текст из файла (страница 5)
(7-095) 913-23-00, 468-81-75Офис 1703, 77, Щелковское шоссе, Москва, 107497, РоссияФакс 913-23-00e-mail: cadfem@online.ru10Перевод и редактирование Б.Г. Рубцова, оформление Л.П. ОстапенкоИллюстративный примерВ этом пособии широкие возможностипрограммы ANSYS и удобство их примененияиллюстрируются на примере закрепленного навалу шкива с тремя спицами. Шкив приводится вовращение против часовой стрелки при помощиплоского приводного ремня (рис. 7).Этот пример используется по всемупособию,ивзависимостиотвидадемонстрируемых возможностей к шкивуприкладываютсяразличныенагрузкиивыполняются разные виды анализа.
В каждомслучае проводится двумерный (2D) расчет. Текст,который обычно сопровождает графическиеизображения, выводимые на экран, на рисункахиногда отсутствует, чтобы не затруднятьвосприятие.ЗамечаниеотносительноданногопособияЗадачейэтогопособияявляетсяпредоставлениеинформации,касающейсясемейства программных средств компанииANSYS. Значительно больше сведений можнопочерпнуть из документации к программеANSYS. И все же, из-за широты охватываемыхпрограммой явлений, у вас могут появитьсявопросы, ответы на которые можно получить удистрибьютора поддержки программы или вкомпании ANSYS, Inc.Рис.
7Конечно-элементная сетка шкива.Представительство CAD-FEM GmbH в СНГТел. (7-095) 913-23-00, 468-81-75Препроцессорная подготовкаАнализ, который проводится с помощьюпрограммы ANSYS, состоит из трех стадий:препроцессорная подготовка, получение решенияи постпроцессорная обработка. На стадиипрепроцессорнойподготовкизадаютсянеобходимые для решения исходные данные.Пользователь выбирает координатные системы итипы конечных элементов, указывает упругиепостоянные и физико-механические свойстваматериала, строит твердотельную модель и сеткуконечных элементов, выполняет необходимыедействия с узлами и элементами сетки, задаетуравнения связи и ограничения.
Можно такжеиспользовать модуль статистического учета дляоценки ожидаемых размеров файлов и затратресурсов памяти.В программе ANSYS координатныесистемы используются для размещения впространствегеометрическихобъектов,определения направлений степеней свободы вузлах сетки, задания свойств материала в разныхнаправлениях и для управления графическимизображениемисодержаниемвыходныхрезультатов. Можно использовать декартовы,цилиндрические, сферические, эллиптические итороидальные системы координат; все они могутбытьрасположеныиориентированывпространстве произвольным образом.Исходныеданные,введенныеприпрепроцессорной подготовке, становятся частьюцентральной базы данных программы.
Эта базаданных разделена на таблицы координатныхсистем, типов элементов, свойств материала,ключевых точек, узлов сетки, нагрузок и т.д. Кактолько в таблице появляются некоторые данные,на них становится возможным ссылаться повходному номеру таблицы. Например, могут бытьопределены несколько координатных систем,которые активизируются простой ссылкой насоответствующий номер системы (входной номертаблицы). Кроме того, существует набор командуправления базой данных, чтобы выделитьнекоторую ее часть для определенных операций.Выделениенеобходимыхданныхможнопроводить по местоположению геометрическихобъектов, графическим примитивам твердоймодели, типам конечных элементов, видамматериалов, номерам узлов и элементов и т.п.Так, например, сложные граничные условияможно легко указать или изменить, используягеометрическое представление модели, а неномера узлов или элементов (рис. 8, 9).Пользовательимеетвозможностьввестиобширную информацию, относящуюся к даннойрасчетной модели, но программа будетиспользовать только ту ее часть из базы данных,которая необходима для определенного видаанализа.Еще одним удобным способом выбораданных является разделение модели накомпоненты или слои, представляющие собойгруппы геометрических объектов, которыеОфис 1703, 77, Щелковское шоссе, Москва, 107497, РоссияФакс 913-23-00e-mail: cadfem@online.ruВозможности программыопределены пользователем для ясности илилогической организации процесса.
Компонентымогут быть окрашены в разные цвета, чтобывыделить различные части сложной модели.Программа ANSYS снабжена обширнымнабором средств для создания геометрическоймодели, что позволяет легко и быстро строитьконечно-элементнуюмодельреальнойинженерной системы. Существуют три разныхспособа генерации модели: импорт модели,твердотельноемоделированиеинепосредственное создание модели. Каждый изметодов обладает только ему присущимиуникальными возможностями и преимуществами.Пользователь может выбрать любой из этихметодов или использовать их комбинацию дляпостроения расчетной модели.модели, что определяет местоположение узлов исвязность элементов.Рис. 9Графическое представление модели шкива,показывающее узлы и заданные граничныеусловия, полезно использовать для проверкиправильности модели перед проведением анализа.Рис. 8Пользователь может обращаться к различнымблокам базы данных в зависимости от целей,например, при задании граничных условий иликонструировании участка модели.
Здесь данныеразделены так, чтобы показать составныечасти модели шкива.Твердотельное моделированиеСредствапрепроцессорноготвердотельногомоделированияпрограммыANSYS позволяют иметь дело непосредственно сгеометрической моделью, не обращаясь кспецифическим объектам (узлам и элементам)конечно-элементной модели. Для того чтобыоблегчить генерацию модели, программа отделяетфазу задания геометрии и граничных условий отпостроения сетки конечных элементов. Сначалапользователь описывает геометрию (и граничныеусловия, если есть желание) твердотельноймодели. Если делать это в интерактивном режиме,то возможна удобная проверка входных данных.Программа строит сетку для получившейсяПредставительство CAD-FEM GmbH в СНГТел.
(7-095) 913-23-00, 468-81-75Программа ANSYS снабжена средстваминадежнойподготовкиимпортируемойгеометрической модели к нанесению сетки, вчисло которых входит возможность менятьгеометрию с целью упрощения анализа.Использование автоматических средств позволяетулучшить модель за счет устранения ненужныхзазоров, перекрытий или взаимных внедрений еечастей, а также выполнить слияние объектов исоздание объемов. С другой стороны, средстваручнойподготовкидаютвозможностьпользователю удалить явные погрешности,выявить“проблемные”участкимодели,выборочно слить нужные объекты модели,дополнить модель недостающими частями исоздать объемы.
Такой подход позволяетимпортировать противоречивые геометрическиемодели.Наличиесредствдляизмененияимпортированной геометрии дает возможностьполучить значительно более простую расчетнуюмодель путем ее “подчистки” и полученияприемлемого варианта. Процедуры упрощенияпозволяют наилучшим образом подготовитьмодель для нанесения сетки за счет удаленияотверстий, полостей и выпуклостей, исключениямелких подробностей.
Кроме того, можновыявить такие объекты модели, присутствиекоторых нежелательно и которые могут бытьудалены пользователем.В дополнение к уже перечисленнымпроцедурам упрощения имеются возможностисоздавать геометрические примитивы, такие какОфис 1703, 77, Щелковское шоссе, Москва, 107497, РоссияФакс 913-23-00e-mail: cadfem@online.ru12Перевод и редактирование Б.Г. Рубцова, оформление Л.П. Остапенкопризмы, сферы, конусы, цилиндры и т.п., исредства добавлять эти примитивы к модели илиудалять их. Можно использовать разрезаниемодели плоскостью с целью подготовки ее кнанесению сетки или использования условийсимметрии.
Пользователь может добавить кмодели опорные точки для задания нагрузок илиизмельчениясетки.Улучшенатехникамозаичного окрашивания для быстрого иреалистичного отображения модели и точноговычисления ее геометрических параметров.В программе ANSYS доступны следующиедва способа твердотельного моделирования:нисходящий и восходящий. В первом случаепользователь указывает только самый высокийпорядоксложностиобъектовмодели.Используемые обычно объекты (такие, как сферыи призмы, т.е.
формы, которые называютсягеометрическими примитивами)могут бытьсозданы за одно обращение к меню. Например,пользователь определяет объемный примитив, апрограмма автоматически определяет связанные сним поверхности, линии и ключевые точки. Привосходящем моделировании пользователь строитмодель, начиная с объектов самого низкогопорядка. Сначала задаются ключевые точки,затем связанные с ними линии, поверхности иобъемы - именно в таком порядке.
Оба способаможно произвольно сочетать при создании любоймодели.Техниканисходящегомоделированиярасполагает многими средствами построениягеометрии. Одним из них является использованиепримитивов.Примитивыпозволяютнепосредственноуказыватьгеометрическиеформы. В программе ANSYS можно легко ибыстро определить такие формы, как окружностии прямоугольники в двумерном случае илипараллелепипеды, сферы, конусы и цилиндры - втрехмерном. После того как геометрическиеобъекты указаны (с помощью примитивов,считыванием данных их файлов формата IGESили непосредственным построением), к нимможно применять операции булевой алгебры.При импортировании геометрии в формате IGESпользователь имеет возможность управлятьзначениями допусков на слияние объектовмодели, выявлять “проблемные” области ивозможные ошибки.Независимо от используемого способапостроениямоделипользовательимеетвозможность применять операции булевойалгебры для объединения наборов данных и засчет этого как бы создавать “скульптуру” модели.Программа имеет полный набор таких булевыхопераций, как сложение, вычитание, пересечение,деление, склеивание и объединение.
Булевыоперации над линейными, поверхностными иобъемнымипримитивамимогутпомочьсущественно сэкономить время и усилия припостроении сложных моделей. “Пригонка” впределах погрешности выполняется программойANSYS автоматически, что экономит времяпользователя. Кроме того, в качестве “режущегоинструмента” может использоваться некаяПредставительство CAD-FEM GmbH в СНГТел. (7-095) 913-23-00, 468-81-75рабочая плоскость, т.е. указанная пользователемкоординатная система.Другиесредстватвердотельногомоделирования дают возможность “буксировать”,“выдавливать”,вращать,перемещатьиликопировать объекты модели.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
