Каплун А.Б., Морозов Е.М., Олферьева М.А. - Ansys в руках инженера (1050659), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Окно 3 нредставляст собой Главное нето (А))ЯУЯ Мат 3(еви) Оно содержит основана функции и этапы выполнения программы, которые группируются и располагаемые сбоку всплышпощне (динамические) меню, вид которых зависит от продвижения по программе. Окно 4 яшшагся )рафическим окиояь Оио представляет собой область для вывода такой графической информации, как конечно-элементная модель или графики результатов анализа. Окно 5 — Линейка инструтеитоа (Тоа10аг).
Линейка инструментов позволяет пользователю создавать кнопки и иметь быстрый доступ к часто исполняемым командам. Окно б (не показанное на рис. 1.3) — Окно вывода (Оигриг )у1айамф предназначенное двв показа текстовых сообщений программы. 1.3. Основные стадии решении задач Регпенне задач с помощью программы А))ЯУЯ состоит из трех этапов: препроцессорюя (предварительнав) подготовка (Ргергасезз)ая), получение решения (Яо!г)аб Йе Едиаг(олз) н постпроцессориая обработка результатов (Роггргасезз)ая). Приведем краткое содержание основных шагов прм выполнении каждого из этапов.
Более подробное описание с примерами приведено ннжс. 1.3,1. Препроцессорнвя подготовка На стадии препроцегсорьгой подготовки выполняется выбор типа расчета, построение модели н прнложение нагрузок (включая и граничные условия). Здесь задаются веобходимые для решения мсходные данные.
Пользователь выбирает координатные системы и типы конечных элементов, указывает упругие постоянные в физико-механические свойСтва материала, строит твсрдотслъную модель и сетку коночных элементов, выполняет необходимые действия с узлами и заементамн сетки, задаст уравнения связи и ограничения.
Можно также использовать модуль статистического учета для оценки ожидаемых размеров файлов и затрат ресурсов памяти. 1.3. 1.1. Выбор каорд ива твой системы В программе Аг(ЯУЯ координатные системы используются для размещения в пространстве геометрических объектов, определения направлений степеней свободы в узлах сепси, задания свойств материала в разных направлениях, для управления графическим изображением и содержанием выходных результатов.
Можно использовать декартовы, цилиндрические, сферические, эш~иптичсскис и тороидальные системы координат. Все они могут быть расположены и ориентированы в пространстве произвольным образом. !.3.1.2 Создание базы даииьы Исходные данные, введенные при препроцсссорной подготовке, становятся частью центральной базы данных программы. Зта база данных разделена на таблицы коордннат»ьш систем, типов элементов, свойств материала, ключевых точек, узлов сетки, ншрузок и т.
д, Как только в таблице появляются некоторые данные, на них становится возможным ссылаться по входному номеру таблицы. Например, могут быть определены несколько координатных систем, которые актнвнзируются простой ссьшкой на соответствующий номер системы (входной номер таблицы). Кроме того, существует набор команд управления базой данных, чтобы выделить некоторую ее часть для определенных операцнй.
Выделение необходимых данных можно проводить по местоположению геометрических объектов, графическим примитивам твердой модели, типам конечных элементов, видам Материалов, номерам узлов и элементов и т. п. Так, например, сложные граничные усло- 90 Часть 2 ': аг вия можно легко указать или изменить, используя геометрическое представление модели а ве номера узлов или элементов.
Пользователь имеет возможность ввести обширную информацию, относящуюся к данной расчетной модели, но программа будет использовать только ту ее часть из базы данных, которая необходима для определенного аида расчета, Вид расчета задается прв входе в программу. Еще одним способом выбора данных является разделение модели на компоненты илв слои, представляющие собой группы геометрических объектов, которые выделены пользователем югя большей наглядности. Для наглялности компоненты могут быть окрашены в разные цвета, 1.3.1.3.
Способы построения геометрической модели В программе А)УЯУЯ существуют три разных способа построения геометрической модели: импорт модели, предварительно построенной другой программой; твердотельное моделирование и непосредственное создание модели в интерактивном режиме работы с программой. Можно выбрать любой из этих методов или использовать их комбинацвю Лля построения расчетной модели. Импорт модели. Программа А)УЯУЯ позволяет наносить сетку на модель, импортированную из другой программы, а также имеет возможность менять геометрию модели с целью упрощения расчета.
Использование автоматических средств позволяет улучшить модель за счет устранения ненужных зазоров, перекрытий или взаимных внедрений се частей, а также выполнить слияние объектов и создание объемов. Это дает возможность получить значительно более простую расчетную модель путем ее «подчистки» и получсння приемлемого варианта. Процедуры упрощения позволяют наилучшим образом подгото.
вить модель для нанесения сетки за счет удаления отверстий, полостей и выпуклостей, исключения мелких подробностей. Твердотельное моделирование. В программе АХЯУЯ доступны следующие два способа моделирования: нисходящий и восходящий. В первом случае пользователь указывает только самый высокий порядок сложности объектов модели. Используемые обычно объекты (такие, как сферы и призмы, т. е, формы, которые называются геометрическими примитивами) могут быть созданы за одно обращение к меню.
Например, пользователь определяет объемный примитив, а программа автоматически находит связанные с ним поверхности, линии и ключевые точки. Примитивы позволяют непосредственно указывать геометрические формы. В программе А)ггЯУЯ можно легко и быстро определить в двумерном случае такие формы, как окружности и прямоугольники, или параллелепипеды, сферы, конусы и цилиндры — в трехмерном. После того как геометрические объекты указаны (С помощью примитивоа, считыванием данных из файлов формата ЖЕЯ или непосредственным построением), к ним можно примегшть операции булевой алгебры.
При импортировании геометрии в формате ЗСЕЯ пользователь имеет возможность управлять значениями допусков на слиявие объектов модели, выявлять «проблемныс» области в возможные ошибки. Неяосредстаеииое создание модели а иггтерактивиам режиме работы. В этом случае чаще всего применяется так называемое «восходящее моделирование». При восходящем моделировании пользователь строит модель, начиная с объектов самого низкого порядка. Сначала задаются ключевые точки, затем связанные с ними липин, поверхности и объс. мы — именно в таком порядке. Независимо от используемого способа построения модели имеется возможность применять операции булевой алгебры для объединения наборов данных и за счет этого как бы создавать «скульптуру» модели.
Программа имеет набор таких булевых операций, как сложение, вычитание, пересечение, деление, склеивание и объединение. Еще одним эффективвым методом построения модели в программе А)ггЯУЯ является построение некоторой поверхности с помощью так называемого метода «обтяпшаавя каркаса». С помощью этого метода можно задать некоторый набор поперечных сечений. а затем дать программе команду построить поверхность, которая будет точно соответствовать указанным сечениям. 1.3. 1уй Посмроеггие сетки После того, как построена твердотельная модель, строится ее конечно-элементный аналог (т.
е. сетка узлов и элементов). Задавив милое элсиеищоа. Библиотека конечных элементов программы А)ггЯУЯ содержит более 80 типов, каждый из которых определяет, среди прочего, применимость эле, иента к той или иной области рвсчсюв (прочностной, тепловой, магнитный и энеюричеСкий анализы, движение жндкости или связанные задачи), характерную форму элемента (линейную, плоакую, в виде бруска и т, д.), а также двумерность (2-13) нли трехмерность (349) элемента. После выбора типа элементов необходимо задать их константы.
Константы элемента — это свойства, специфичные для данного типа элсмевта. Например, дла элемента ЯК41«13 - балочного 2-0 элемента — константами являются площадь поперечного сечении, момент иверции, высота и тйз. Задание свойств жашериааов. Свойства материала требуются для большинства типов здементов. В зависимости от областн прююжения свойства могут быть линейными, нелинейными и (или) анизотропными. Линейные свойства могут заввсеть или не зависеть от температуры, быть изотропныии или ортотропными.
Зависимость свойств от температуры имеет форму полинома (вплоть до четвертой степени) или задается таблично. Нелинейные соотношения, такие как кривые деформирования материала для различных видов упрочнсвия, кривые ползучссти, зависимости для радиационного распухания, описание гиперупругих свойств, обычно залаются в виде таблицы. днизатропные свойства для упругих материалов задаются в матричном виде. Следует заметить, что описание анизотропнон пластичности требует задания разных кривых «напряжение-деформация» для разных направлений.
В программе АХЯУЯ предусмотрено четыре способа генерации сетки: использование метода экструзии, создание упорядоченной сетки, создание произвольной сетки (автоматически) и адаптивное построение. Метлой экструзии. Метод экструзии (выдавливания) используется для преврщцения областей двумерной сетки в трехмерные объекты, состоящие из параллелепипедов, кли'иовидных элементов или их комбинации. Процесс зкатрузии осуществляется с помощью процедур смещения пз плоскости, буксировки, поступательного и вращательного перемещений. Создание улорлдочеииой сегяки. Построение упорядоченной сетки требует предварительного разбиения модели на отлельные составные части с простой геометрией, а затем — выбора таких атрибутов элемента я соответствующих команд управления качеством сетки, чтобы можно было пасгроить конечно-элементную модель с упорядоченной соткой. Создаваемая программой АЯЯУЯ упорядоченнаа сетка может состоять из шестигранных, четырекугольных и треугольных элементов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
