Каплун А.Б., Морозов Е.М., Олферьева М.А. - Ansys в руках инженера (1050659), страница 35
Текст из файла (страница 35)
нонна команды); г) ОК. Просмотр списка значений усилий в гралнчлыхузлах Применяя метод конечных элементов, необходимо иметь возможность контролнро. пать правильность решения. Так, например, в данной задаче сумма реакций в узлах в на.
правлении оси У должна равняться приложенной силе, а в направлении оси Х вЂ” нулю, Приведенная ниже операция позволяет вынести в текстовой форме значения компонентов сил в узлах, лежащих на границах области; Ма(п Мели — 'г Сепега! Роз(ргос-(- !Вяз Неви!!а-гневе!!оп Яо1п а) ОК (просмотр всех реакций в появившемся окне); 6) С1оае.
3.2.1.5. Выход из А//ЯУЯ. При выполнении процедуры выхода можно сохранить данные в различном объеме: геометрия и граничные условия (гаге Сеет ь Хоайз)( геометрия, граничные условии н параметры расчета (заве Сеет + Еоааз з Яо/и); геометрия, граничные условия, параметры расчета и результаты (загс Егегу-гййлй й ничего (/уо Яз с/): Тоо! Ьаг — Ф Ои)1 а) выбрать последний пункт; 6) ОК.
3.3. Пространстве!гные задачи 3.3,1. Толстостенный цилиндр под внутренним давлением Ниже приводится пример трехмерного моделирования и решения пространственной задачи определЕния напряженно-деформированного состояния длинного толстостенного стального цилиндра, находящегося под действием внутреннего давления. Продолыюс сечение цилиндра и сиглема координат показаны па рис.
ЗЛ 5 а, б (размеры в мм). Учитывая симметрию задачи, будем рассматривать лишь четверть цилиндра высотой! см. Рис.3. 15 :-гическое применение метода конечных элементов 175 Конечно-элементную модель строим посредством поворота на угол 90 прлмоугол О ,'„' т/)( !икв укюанных на рис. 3.16 б размеров вокруг продольной оси у. Задачу решаем а сисге- ('",',",', СН. Механические свойства стала; модуль упругости Е = 2. 10 Па, коэффициент П " 'в)1((((Пуассона У = 0,3.
Внг(реннес давление Р = 10 Па (10атм) Решение задачи выполняем в интеракгнвном режиме (СП1), Поскольку первые ша(н '(':(,!;:, юпроцессорной подготовки и построения модели в данной залаче авалогичны соотвст- :.ф~з~твующим шагам задачи, приведенной в п.3.2.1, здесь оии лишь перечисляются и подбно не рассматриваются 3.3.1.1, Создание модгг(и Ввод имени задача: Пййсу Мели — 1 И(е -зСЬавй(е 1оЬпаше 1"~фз "/1 а) ввести: Суйпдег; ';(,,(( 6) нажать: ОК Вод заголовка: ПЬЬЗУ Мел п — 1 Рйе -+ Сйапйе Тине а) ввести: Су//л(/ег ипг/егргегзиге 6) нажать ОК Установка фильтров Ма!п Мела -Э Рге!егепсез а) нажать кнопку; Я!гас!пса!( 6) ОК (выбрали задачу механики деформируемого твердого тела) Выбор тала злаиентае В данной задаче выбирается трехмерный те(рагональный элемент с 10 узлами 50/3/392 Ма(п Мел в — 'г Ргергосезяог -+ Е)е(пел ! !Уре -+ Айй / Ейн / Пе!е!е а) нажать: Айй (добавить новый тип элемента); 6) выбрать в библиотеке элементов (левое оюю) Яойй; е) выбрать 10пойе 92 в окне Яе1есцон; Свойства материала 5, В данном примере задается изотропный материал с настоянными свойствами; Ма!п Мено — > Ргергосетог э Мазег(а1 Ргорз -з Сола!апг - !за!гор(с а) ОК (набор свойств для материала №1)( 6) ввести 2.е11 в ЕХ (модуль упругости); е) ввести О.З в (чПХЪ' (коэффициент Пуассона)( г) ОК лля закрытия окна.
,(,:';:: Сюда епр угол. Ка В данной задаче модель создается при помощи геометрических ,„" (лримитивов и автоматического построения сетки. Прямоугольные '11!чйдО(/,"."'~,'„'~1:, „,„!)(римитивы можно построить, например, по координатам одного из,дт~~)111!"',:!15/()( ".,'1. ;(, Отлов прямоугольника в глобальной системе координат, его ширины и "1~1~;".:~:",';,в!):,"!!:;:;ь/((!~а/ '(Животы Ма1п Мели -+ Ргергоееавог -з -Мойейнй- Сгеа!е -ь а) ввести ОЛ5, О., О.! и 0.01 для и'Р Х ИР Е /У/г//й и 1/е/Вй/, соот- )(."~~~~,'~, ' вештвегзно, ( 6) ОК Таким образом, прямоугольник, соответству(ощий элементу сече- ~~ф"~~~(1(!!1гг(",', ' )Иил будущего цилиндра (рис, 3 16 6), построен, 176 Часть 2 еьи ° - н ° ме емп е м е ье нвгеп . ег к хтгд К,!0,0.,0.,0.
Нажать Епсег. Определяет ключевую точку номер ! 0 (0,0,0); К,!1,0.,0.2,0. Нажать Еп1ег. Определяет ключсвыю точку номер 11 (0,0.2,0). Вращение прямоугольника Ргергосеввог«-МойеИпй- «Орега1е«Ехзгийе «Агеав «АЬон1АхЬ а) отмечаем курсором прямоугольник, который требуется вращать; б) ОК; в) отмечаем курсором ключевые точки 10 и П, определяющие ось вращения; г) ОК. В появившемся окне Бегеер Аггаг аЬои! Атм 0(иалазоее вращения площади вокруг оси) вводим 90 (угол вращения прямоугольника) и нажимаем: ОК. 0 еиппз ь~ е,е«е «ею е ° -::",:еьз.ь:ше '.',"'еер':,:;';:,!„-;,, На рисунке показана построенная таким образом четверть цилиндрического кольца.
Заметим, что для удобства дальнейшей рабопг построенную модель можно вращать, используя комбинации клавиш <Сей ь правая кнопка мыши> или панель Рап, Еоот, Яо!а!е в меню Р!о!Сег(з. стыт е р 3,3.1.2. Построение сетки тетрагоиальлых элементов Нри создании сетки конечных элементов используем тетрагональный элемент Ео!!А92 с установками по умолчанию; Ргсргоесввог « -МевИпйМсвЬ «зев!пшел «Ргее 3.3,1,3. Получение решения Этап решения начинается с запалил граничных условий, а также указания метода и параметров расчета.
стзз г а р Вращение прямоугольника, образование цилиндра Для установления оси вращения создадим две ключевые точки на оси Е Так как клю. чевые точки с номерами 1, 2, 3 и 4 уже существуют (они были созданы при построении прямоугольника), то новым ключевым точкам присвоим номера (с запасом); 10 и 11 Ключевые точки создадим с помощью команды К, записывая ее в поле Р!с)г а тапи йвт ог ел !ег ап АЬЕЕУЕ сот т оп А Н шггическое применение метода конечных элемента 177 Задание гРаничееыхУиовий: а) перемещения вдаль оси г точек пиальных сечений, параллельных нлоьтиух, и =0: Маеп Мепв-«Во1вйоп-е '1;, . 'з)аее'-. "::е)(,З(б ° -1.оайв- -е АРР1у — « ВЬр1асеепеп1-+Оп Агеаз В открывшемся окне Арр!» КВОТ , ап Агеш отметить курсором ОЕ н ввести в поле УОЬОЕ величину этого пс- т е , ремещения 0; б) перемещения вдоль оси х точек ,радиальных сечений, параллельных плоскости ух, и„= 0: Ма)п Мепп-+ Яо1ое)оп-+.Спайз- -«Арр1у -«В(вр1асешепг — «Оп Агава В открывшемся окне Арр!у О,ВОТ оп Атаз отметить курсором ОХ и ввести в поле УОИ/Е величину этого перемещения 0; мнппгеи ч»-,;:;..:..: ...:....,:: .,:...-, -::„":;е-п1 в) перемещения вдоль оси у точек на иу =0; опном из перцов кольца г) давление на внуеренией поверхности РЕЕВ = 10 Па: 6 Ма)в Мепп-«Во«нйоп-+ -Спайз- -+ Арр1у -« Ргеввпгеч Оп Агеав Отмстить курсором внутреннюю повсрхность цилиндра и нажать; Арр)у.
В открывшемся окне Арр1у РЕЕВ оп аггаг ввести в поле УОЬ()Е величину 1О.еб. Сохранение модели и сетки Тоо!Ьаг — «ЯА'ееЕ НВ (сохранение данных в файле Су!тйгг.АЬ). Счет Часто прн решении трехмерных задач для повышения точности результатов бывает „.' повезло использовать при решении уравнений Рггсопайбопей Сил!ибо!е Огай!елг метал: Яо!ибоп-е-Апа!упз Туре- -+йорн Соп1го1... В открывшемся окне Ео!ибол Сопла! выбрать: Бо!'п Ор11опв-«Рге-Сопоййоп-«ОК Ма)н Мепп — «Яо1в1!оп-ь-бо)ке- — «Снггепз 1 Я вЂ” «ОК а) проанализировать сообщение в информационном окне и закрыл* окно (Гйе — «С1ове); б) нажать ОК для запуска программы па счет (текущий шаг натруженна); в) дождаться появления сообщения в желтом оюее: Бора1юп ев йопе) (расчет окончен)); г) С!ове, Результаты расчета данного шага натруженна сохраняются в базе данных (файл Су!!пйеггАЬ) и в файле результатов (файл Сублдггэ т).
21 ", пяческое применение метода конечных элементов 178 !есть 2 3,3.!.4. Анализ резулынатов Результаты решения можно представить как в графической, так и в текстовой форме Вызов гнойного лостнроиессора и чтениарезультатоа Выбирается первый (Огвт) из нескольких (прн пошаговом расчете) наборов выходны. данных. Для данной задачи такой набор только один: Ма1п Мепп — > Севега1 РМ1ргос-о- Кеад Кейп)!з-Р(гв! Яе! Иэображение деформированнои формы модели: Ма(п Мепп — У Сепега) Рожр гас-$ - Р1о! Кеап(В -7Ве(отшед Бйаре а) выбрать 33сг ь(улй(е1огтод (показываются исходная и деформированная формы модели одновременно); 6) ОК.
Исследование напряжений; а) напряжения ттй: (.-', Сепега1 Розсргосеыог-$ Р!о! Кейп)В-ЗЕ!ешеп! Яо!п... В открывшемся окне Солтоиг Е!етот бо!ибон 33ата выбрать Ятгею и Лъ ы айтй 5,1 171» 1 й»7 *1 7161 М»МО май - . 1 ой-65 -аа»176 птз -ато» ввв ноо айи51 ПИ »ома ВИ .117»ч» Пп .майо» Иа:иоот иа 3»м т Как следует из данных на приведенном выше рисунке максимальное значение напра б жсний був сечении, перпендикулярном плоскости Лу, состаштяет 2,2 10 Па, а мини мальное значение этих напряжений на внутренней поверхности цилиндра составляет — 10 Па. В то же время тсоретическнй расчет рассматриваемого цилиндра мстодамя б сопротивления материалов (задача Герца) дал следуаощие значения напряжений: на внут ренней поверхности цилиндра ЯХ = — 10 Па, ЯЛ = 2,12 10 Па; на его наружной 6 6 поверхности ЕХ = О, ЯУ = 1,12 10 Па. Таким образом, видно, что результаты, полу 6 ченныс с помощью программы АЖЯУ5, хорошо согласуются с теоретическими расчстамв' б) изолннни зквиналеаолных ло дуизесу нанряжений: Маап Мено д Сапега! Ршергос-+ Р!ос Кеавйа-ч-Сов!овг Р)ос — йиоба1 Во)в Вмбрвть Рдгейв (напряжения) в левом зсго!1-меню.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
