Огородникова О.М. - Введение в компьютерный конструкционный анализ (1050666), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Последовательность динамического анализа переходных процессов предполагает введение начальных условий, т.е. указание значений смещения и скорости в начальный момент времени; если начальные значения параметров не заданы, они по умолчанию обнуляются. Принципиально важной процедурой является введение изменяющейся с течением времени нагрузки, причем кривую зависимости следует разбить на значимое число точек.
Пример динамического анализа начальной стадии нагружения
Тип анализа: редуцированный динамический.
Цель анализа: определение деформации под действием возрастающей нагрузки.
Описание задачи: балка является опорой для концентрированной массы и нагружается вертикальной силой, величина которой в течение некоторого времени (0.75 с) линейно возрастает от нулевого до некоторого постоянного значения; пренебрегая массой балки, определить момент времени, когда деформация балки достигнет максимума, а также величину максимального прогиба балки.
Пример 6 | ||
Команда | Описание команды | Путь выполнения команды |
/prep7 | Начать работу в препроцессоре | |
Пример 6 | ||
et,1,beam3 | Выбрать из библиотеки тип элемента; 1 – присвоить номер 1 данному типу элементов; beam3 – название элемента в библиотеке (двумерная балка) | Main Menu> Preprocessor> Element Type> Add/Edit/Delete [Add> Structural> Beam> 2d elastic 3> Apply> |
et,2,mass21,,,4 | Выбрать из библиотеки тип элемента; 2 – присвоить номер 2 данному типу элементов; mass21 – название элемента в библиотеке (концентрированная масса) | Structural> Mass> 3D mass 21> OK> Close] |
r,1,1,800.6,18 | Задать действительную константу; 1 - присвоить номер 1 данной константе; 1 - площадь сечения балки; 800.6 - момент инерции балки; 18 - высота балки | Main Menu> Preprocessor> Real Constants [Add> Choose element type> Type 1 beam3> OK> Real Constant Set No> 1> Cross-sectional area> 1> |
r,2,.0259067 | Задать действительную константу; 2 - присвоить номер 2 данной константе; .0259067 - величина константы (масса) | Add> Choose element type> Type 2 Mass21> OK> Real Constant Set No> 2> Mass in Y direction> .0259067> OK> Close] |
mp,ex,1,30e3 | Задать свойство материала; ex – обозначение модуля Юнга; 1 – присвоить номер 1 данному материалу (сталь); 30e3 – величина модуля Юнга | Main Menu> Preprocessor> Material Props [Constant> Isotropic> 1> OK> |
n,1 | Создать узел; 1 - номер узла, координаты по умолчанию 0,0,0 | Main Menu> Preprocessor> Modeling> Create> Nodes> In Active CS [Node number> 1> X,Y,Z Location in active CS> 0> 0> 0> |
n,3,240 | Создать узел; 3 - номер узла; 240 - координата x | Node number> 3> X,Y,Z Location in active CS> 240> 0> 0> OK] |
fill | Создать узлы по умолчанию - между 1 и 3 узлами с шагом 1 с разбиением отрезка на равные доли | Main Menu> Preprocessor> Modeling> Create> Nodes> Fill between Nds> Выбрать мышью узлы 1 и 3> OK> OK] |
e,1,2 | Создать элемент (часть балки); 1,2 - номера узлов, ограничивающих элемент, нумерация элементов по умолчанию производится автоматически | Main Menu> Preprocessor> Modeling> Create> Elements> Auto Numbered> Thru Nodes> Выбрать мышью узлы 1 и 2> Apply> |
egen,2,1,1 | Сгенерировать элемент по существующему образцу (часть балки); 2 - итоговое количество элементов; 1 - трансляция одного элемента; 1 - первого элемента | Выбрать мышью узлы 2 и 3> OK] |
type,2 | Выбрать тип элемента из списка для последующего создания элементов данного типа; 2 - номер типа элемента (концентрированная масса). | Main Menu> Preprocessor> Create> |
real,2 | Выбрать реальную константу из списка для последующей работы; 2 - номер реальной константы (масса элемента) | Real constant set number>2> OK] |
e,2 | Создать элемент (массу); 2 - номер узла, в который помещается концентрированная масса, нумерация элементов по умолчанию производится автоматически | Main Menu> Preprocessor> Modeling> Create> Elements> Auto Numbered> |
finish | Закончить работу в препроцессоре | Выполнять необязательно |
/solu | Начать работу в процессоре |
Пример 6 | ||
antype,trans | Определить тип анализа; trans - переходный | Main Menu> Solution> Analysis Type> New analysis [Transient> OK] |
trnopt,reduc,,nodamp | Выбрать метод решения; reduc - редуцированный (не использующий все возможности); ,,nodamp - игнорировать эффекты затухания | Main Menu> Solution> Analysis Options [Solution method> Reduced> OK>Damping effects> Ignore> OK] |
m,2,uy | Задать преимущественную степень свободы; 2 - во втором узле; uy - разрешить, в первую очередь, смещение вдоль оси y (по вертикали) | Main Menu> Solution> Master DOFs> |
deltim,.004 | Задать шаг по времени; .004 - величина шага | Main Menu> Solution> Load Step Opts> Time/Frequenc> Time-Time Step |
d,1,uy | Задать ограничения степеней свободы в узлах; 1 - в узле 1; uy - запретить смещение по оси y, по умолчанию смещение равно 0 | Main Menu> Solution> Loads> Apply> Structural> Displacement> On Nodes |
d,3,ux,,,,,uy | Задать ограничения степеней свободы в узлах; 3 - в узле 3; ux - ограничить смещение по оси x, по умолчанию 0; ,,,,,uy - запретить также смещение по оси y, по умолчанию смещение равно 0 | Выбрать мышью узел 3> OK> DOFs to be constrained> UX> UY> (высвечиваются обе позиции) OK] |
outpr,basic,1 | Установить опции записи результатов; basic - записывать смещения и реакции в узлах, а также результаты расчетов по элементам; 1 - записывать значения для каждой ступени каждого шага | Main Menu> Solution> Load Step Opts> Output Ctrls> DB/Results File |
outres,all,1 | Контролировать расчетные результаты, записываемые в базу данных; all - значения всех расчетных параметров; 1 - для каждой ступени каждого шага решения | File write frequency> Every substep> OK] |
f,2,fy,0 | Приложить силу к узлу; 2 – к узлу 2; fy – силу, направленная вдоль оси y; 0 – величина приложенной силы | Main Menu> Solution> Loads> Apply> Structural> Force/Moment> On Nodes |
solve | Начать вычисления | Main Menu> Solution> Solve> Current LS> OK |
time,.075 | Задать время окончания шага нагружения (фактически - период времени, в течение которого приложенная сила возрастает от нулевого до конечного постоянного значения); .075 - время в секундах | Main Menu> Solution> Load Step Opts>Time/Frequenc> Time-Time Step |
f,2,fy,20 | Приложить силу к узлу; 2 – к узлу 2; fy – силу, направленная вдоль оси y; 20 – величина приложенной силы | Main Menu> Solution> Loads> Apply> Structural> Force/Moment> On Nodes |
Рис.6.1. Конечная схема нагружения двухопорной балки, поддерживающей концентрированную массу | ||
solve | Начать вычисления | Main Menu> Solution> Solve> Current LS> OK |
Пример 6 | ||
time,.1 | Задать время окончания следующего шага нагружения (на данном шаге к конструкции приложена уже установившаяся постоянная нагрузка); .1 - время в секундах | Main Menu> Solution> Load Step Opts>Time/Frequenc> Time-Time Step |
solve | Начать вычисления | Main Menu> Solution> Solve> Current LS> OK |
finish | Закончить переходный анализ в процессоре | Main Menu> Finish |
/post26 | Начать работу в динамическом постпроцессоре | |
numvar,0 | Задать число переменных; 0 - начальное число переменных | Main Menu> TimeHist PostPro> Settings> File [Number of variables> 0> |
file,file,rdsp | Указать файл для чтения расчетных результатов; file - название файла (обычно имеет общее для всей работы название); rdsp - формат (расширение) файла | File containing data> *.rst> OK] |
nsol,2,2,u,y,nsol | Указать, какие данные следует прочитать из файла результатов расчета; 2 - номер переменной в списке; 2 - для узла 2; u - прочитать смещения; y - смещения в направлении оси y; nsol - название данных на графике при выводе на экран | Main Menu> TimeHist PostPro> Define Variables [Add> Type of variable> Nodal Dof results> OK> Выбрать мышью узел 2> OK> Ref numbers of variables> 2> Node number> 2> User specified label> nsol > Data Item> DOF Solution> Translation UY> OK> Close] |
plvar,2 | Построить график на экране; 2 - для узла 2 | Main Menu> TimeHist PostPro> Graph Variables [1st variable to graph> 2> OK] |
Рис.6.2. Изменение прогиба балки под действием силы, линейно возрастающей от нулевого до предельного постоянного значения | ||
prvar,2 | Прочитать изменение переменной с течением времени; 2 - номер переменной (смещение по оси y) | Main Menu> TimeHist PostPro> (Убедитесь, что максимальное смещение по оси y достигается в момент времени 0.092c) |
finish | Закончить работу в динамическом постпроцессоре | Выполнять необязательно |
/solu | Вернуться в процессор, чтобы провести иной анализ данной конструкции. | Main Menu> Solution> Analysis Type> Expansion Pass [Transient> OK] |
expass,on | Расширение возможностей анализа; on - разрешить | Main Menu> Solution> Analysis Type> Expansion Pass [Expansion Pass> On> OK] |
expsol,,,0.092 | Задать дополнительные возможности к редуцированному анализу; ,,,.092 - провести анализ в момент времени .092 с | Main Menu> Solution> Load Step Opts> Expansion Pass> Single Expand> By Time/Freq [Time-point/Frequency> 0.092> OK] |
Пример 6 | ||
solve | Начать вычисления | Main Menu> Solution> Solve> Current LS> OK |
finish | Закончить работу в процессоре | Выполнять необязательно |
/post1 | Перейти в основной постпроцессор | |
set,first | Определить, какие данные следует прочитать из файла результатов; first - прочитать результаты вычисления на первом шаге (в момент времени 0.092 секунд) | Main Menu> General Postproc> |
pldisp,1 | Показать на экране деформированную конструкцию; 1 - одновременно с недеформированной | Main Menu> General Postproc> |
Рис.6.3. Максимальный прогиб балки, который достигается под действием силы, возрастающей от нулевого до конечного постоянного значения | ||
finish | Закончить работу в постпроцессоре |
7. Вибрационный анализ
Вибрационный анализ в качестве исходных данных использует спектры собственных колебаний, вычисленные предварительно в модуле частного анализа. С помощью вибрационного анализа моделируется поведение конструкций под действием произвольных или сложным образом зависящих от времени нагрузок. Типичными нагрузками, подлежащими вибрационному анализу, являются землетрясения, порывы ветра, океанские волны, сила тяги самолетных двигателей, вибрации ракетных двигателей и т.п.