LAB5MIN (1050974)
Текст из файла
Разработчик: Сметанников Олег Юрьевич, доц. каф. ВМиМ, ПермГТУ5.3Наименования продуктов ANSYS, вкоторых данный пример может бытьвыполненДисциплинаТип анализаДемонстрируютсяЗАТВЕРДЕВАНИЕ СЛИТКА•ANSYS/Multiphysics 5.3•ANSYS/Mechanical 5.3•ANSYS/Thermal, ANSYS/ED 5.3ТеплопроводностьНелинейный, нестационарныйТвердотельное моделирование, проводимость,конвективный теплообмен. Фазовый переход,выделение, автоматический выбор шага по времени,нестационарное постпроцессирование.Постановка задачиДлинный слиток, поперечное сечение которого показано на рисунке, после отливки в песчаную форму остываетвместе с ней на воздухе. Решается задача нестационарной теплопроводности с условиями 3 рода на границе песоквоздух.
Процесс охлаждения отслеживается на протяжении 3 часов.Свойства материалов:Единицы измерения: д - дюйм, ч - час, °F - градусы по Фаренгейту.Песок: теплопроводность (KXX) - 0.025; плотность (DENS) - 0,054; теплоемкость (С) - 0,28; (ENTH - энтальпия);Сталь:0264327502875T, °FKXX1.441.541.221.22ENTH0128.1163.1174.2Начальные условия: Сталь Т=2875 F; песок Т=80.Условия теплообмена: коэффициент теплоотдачи награнице песок - воздух - 0.014; температураокружающей среды - 80.Гипотезы: Вследствие большой протяженностислитка в одном направлении решается плоская задача.В силу симметрии поперечного сечения (см.
рис.)рассматривается только половина области. Свойства4песка – постоянны, теплопроводность и энтальпияматериала слитка (стали) зависимы от температуры изадаются в виде таблицы. Изменение энтальпии 4отражает поглощение тепла во время затвердевания 4материала.стальА8песок1444АПоэтапное решениеПодготовка данных1. Заголовок (не путать с именем задачи)U_M: File → Change title1.1. Casting1.2.
OK2. ФильтрыM_M: Preferences2.1. Thermal (выбран термический анализ; в главномменю будут доступны только пункты, относящиеся кданному типу расчета)2.2.OKПлоскостьсимметрии3. Выбор типа элементаM_M: Preprocessor→ Element Type → Add/Edit/Delete3.1 Add3.2. Solid - в Library of...3.3. 8 node 773.4. OK3.5. Close- выбран плоский восьмиузловойчетырехсторонний элемент.4. Свойства материаловдля песка:M_M: Prep → Mater props → - Constant - Isotropic4.1. OK - (материал №1)Представительство CAD FEM GmbH в СНГ: 107497, Москва, Щелковское шоссе, 77, офис 1703Тел: (095) 468-8175 Тел.\Факс: (095) 913-2300 e-mail: cadfem@online.ruФилиал в Перми: 614000, Пермь, Комсомольский пр., 29-a,Пермский государственный технический университет, каф.
Вычислительной математики и механики.Тел: (342) 127-193, 391-970, 391-564 e-mail: truf@icmm.ru1Разработчик: Сметанников Олег Юрьевич, доц. каф. ВМиМ, ПермГТУ4.2. Ввод 0.054 в Dens4.3. Ввод 0.025 в KXX4.4. Ввод 0.28 в С4.5. OKУстановка табличной зависимости свойств оттемпературы для стали:Таблица температур:M_M: Prep → Material props→ - Temp dependent Temp table4.6.
Ввод 0 в Т14.7. Ввод 2643 в Т24.8. Ввод 2750 в Т34.9. Ввод 2875 в Т44.10. OKТаблицы значений параметров.Теплопроводность:M_M: Prep → Material props → - Temp dependent Prop table4.11. Выбрать Th conductivity в Lab 4.12. Выбрать KXX4.13. Ввести в Mat (номер материала) 24.14. Ввод 1.44 в С14.15. Ввод 1.54 в С24.16. Ввод 1.22 в С34.17. Ввод 1.22 в С44.18. ApplyЭнтальпия:4.19. Выбрать Enthalpy в Lab4.20. Ввести в Mat (номер материала) 24.21.
Ввод 0 в С14.22. Ввод 128.1 в С24.23. Ввод 163.8 в С34.24. Ввод 174.2 в С44.25. OK5. Отображение свойств материалов в виде графика.M_M: Prep → Material props → - Temp dependent –GraphТеплопроводность:5.1. Выбрать Th conductivity в Lab5.2.Выбрать KXX в правом окне5.3. Ввести в Mat (номер материала) 25.4. OK (любуемся графиком)далее - обратно в GraphЭнтальпия:5.5.
Выбрать Enthalpy в Lab5.6. Ввести в Mat (номер материала) 25.7. OKT_B: Save_db6. Начало создания исследуемой области методом«снизу-вверх».Генерация ключевых точек (keypoints) в углах области:M_M: Prep → - Modeling - Create → Keypoints → Inactive CS6.1. Ввести в NPT (номер точки) 16.2. Ввести соответственно X,Y,Z (координаты точки)0,0,06.3.Apply6.4. Ввести в NPT (номер точки) 26.5. Ввести соответственно X,Y,Z (координаты точки)22,0,06.6. Apply6.7. Ввести в NPT (номер точки) 36.8. Ввести соответственно X,Y,Z (координаты точки)10,12,06.9.
Apply6.10. Ввести в NPT (номер точки) 46.11. Ввести соответственно X,Y,Z (координаты точки)0,12,06.12. OKПросмотр заданных точек с отображением номеровU_M: Plot controls → Numbering6.13. Нажать KP (включить нумерацию точек)6.14. Нажать Area (включить нумерацию областей)6.15. OKПеремещение символа начала координат в левыйверхний угол графического окна:U_M: Plot ctrls → Window controls → Window options6.16.
Выбрать [/Triad] (внизу) - At fop left6.17. OK7. Создание части области по точкам:M_M: Prep → Modeling → Create → - Areas Arbitrary → Through KPs7.1. Отметить указателем мыши КТ с первой почетвертую.7.2. OKT_B: Save_dbОбласть для стали:M_M: Prep → - Modeling - Create → - Areas Rectangle → By dimensions7.3. Ввести Х1=4, X2=227.4. Ввести Y1=4, Y2=87.5.
OK«Перекрытие» областей (overlap). Данная операцияразделяет пересекающиеся части существующихобластей.M_M: Prep → - Modeling - Operate → -Booleans overlap → Areas7.6. Выбрать All (все области)Удаление “аппендикса”.M_M: Prep → - Modeling - Delete → Areas&Below7.7.
Отметить площадь А37.8. OK8.Разбивка конструкции на элементы:Выбор среднего размера стороны элемента:M_M: Prep → Meshing - Shape & Size → - Manual size- Global - Size8.1. Ввести 1.5 в Size8.2. OKРазбивка на элементы области, занятой песком:M_M: Prep → Meshing - Mesh → -Areas - free8.2. Отметить А5Представительство CAD FEM GmbH в СНГ: 107497, Москва, Щелковское шоссе, 77, офис 1703Тел: (095) 468-8175 Тел.\Факс: (095) 913-2300 e-mail: cadfem@online.ruФилиал в Перми: 614000, Пермь, Комсомольский пр., 29-a,Пермский государственный технический университет, каф.
Вычислительной математики и механики.Тел: (342) 127-193, 391-970, 391-564 e-mail: truf@icmm.ru2Разработчик: Сметанников Олег Юрьевич, доц. каф. ВМиМ, ПермГТУ8.4. OKВыбор других свойств материала (сталь) дляпоследующего разбиения на КЭ:M_M: Prep → Meshing - Attributes → Defaultattributes8.5.Ввести в Mat (номер материала) 28.6. OKU_M: Plot → AreasM_M: Prep → Meshing - Mesh → -Areas - free8.7. Отметить А48.8. OKВыделение различных типов материалов разным цветомU_M: Plot controls → Numbering8.9. В Elements & Attributes numbers выбрать Materialnumbers8.10.
В [/NUM] выбрать Colors only8.11. OK (любуемся)T_B: Save_dbРасчет.9. Назначение типа анализа9.1.ВыбратьTransientтеплопроводность)9.2.OK(нестационарная10. Начальные условияНачальная температура слитка. Задается в узлах,принадлежащих слитку, для чего они предварительновыделяются командой Select:U_M: Select → Entities10.1. OK10.2. Выбрать Box10.3. Рамкой выделить узлы слитка (сталь)10.4.
OKU_M: Plot → ReplotВвод начальной температуры.M_M: Solution → - Loads - Apply → Initial Condition→ Define10.5. Pick All (во всех выделенных узлах)10.6. Выбрать Temp в Lab10.7. Ввести 2875 в Value10.8. OKАналогичная операция – для песчаной формы:U_M: Select → Entities10.9. Invert (выделили невыделенные узлы и наоборот)10.10. CancelU_M: Plot → ReplotM_M: Solution → - Loads - Apply → Initial Condition→ Define10.11. Pick All10.12. Ввести 80 в Value10.13.
OKВыделить все: U_M: Select → Everything; T_B:Save_db11.Условия теплообмена на границахU_M: Plot → LinesM_M: Solution → - Loads - Apply → Thermal Convection → On lines11.1. Отметить три линии на внешней границе песок воздух11.2. OK11.3. Ввести VALI=0.014 (коэффициент теплоотдачи)11.4. Ввести VAL2I=80 (температура воздуха)11.5. OK12. Установка длительности процесса, величины шагапо времени и других параметров квазистационарнойзадачи.Для времени наблюдения (3 часа) устанавливаетсяавтоматический, переменный временной шагM_M: Solution → - Load step options - Time /Frequency → Time & Time step12.1.
[TIME]=312.2. [DELTIM]=0.01 (рекомендуемый шаг)12.3. [KBS]- stepped (граничные условия постоянны вовремени)12.4. [AUTOTS]- ON12.5. [DELTIM]=0.001 (минимальный шаг)12.6. Max time step size = 0.25 (максимальный шаг)12.7. OKM_M: Solution → - Load step options - Time /Frequency → Time integration12.8. THETA =112.9. OK13.
Установка параметров выводаM_M: Solution → - Load step options - Output controls→ DB / Results file13.1. Нажать Every substep для FREQ (результатысчета сохраняются на каждом временном шаге)13.2. OKT_B: Save_db14. РасчетM_M: Solution → Solve - Current LSАнализ результатов.15. Подключение постпроцессора и задание параметровпросмотраM_M: Time/History PostprocU_M: Plot Controls → Numbering15.1. Node numbers → On (включить нумерацию узловна экране)15.2.
[/NUM]→ Colors & Numbers15.3. OKU_M: Plot → ElementsВыделим узел, примерно соответствующий центруплоскости симметрии (см. рисунок). Координаты центра(16,16,0)U_M: Parameters → Scalar parameters15.4. В Selection набираем cnt_pt=node (16,16,0)15.5. Accept15.6. CloseM_M: Time/History Postproc → Define variablesПредставительство CAD FEM GmbH в СНГ: 107497, Москва, Щелковское шоссе, 77, офис 1703Тел: (095) 468-8175 Тел.\Факс: (095) 913-2300 e-mail: cadfem@online.ruФилиал в Перми: 614000, Пермь, Комсомольский пр., 29-a,Пермский государственный технический университет, каф.
Вычислительной математики и механики.Тел: (342) 127-193, 391-970, 391-564 e-mail: truf@icmm.ru3Разработчик: Сметанников Олег Юрьевич, доц. каф. ВМиМ, ПермГТУ15.7. Add15.8. OK (добавляем новую переменную)15.9. Вводим cnt_pt → node15.10. Center → Name15.11. OK15.12. Close16.Построение диаграммы температура - время длявыбранной точкиM_M: Time history Postprocessor →Plot16.1. 2→ NVAR116.2. OKПредставительство CAD FEM GmbH в СНГ: 107497, Москва, Щелковское шоссе, 77, офис 1703Тел: (095) 468-8175 Тел.\Факс: (095) 913-2300 e-mail: cadfem@online.ruФилиал в Перми: 614000, Пермь, Комсомольский пр., 29-a,Пермский государственный технический университет, каф. Вычислительной математики и механики.Тел: (342) 127-193, 391-970, 391-564 e-mail: truf@icmm.ru4.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
