Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

CAD-FEM GmbH  Official ANSYS^, ADAMS^, LS-DYNA3D^, STAR-CD^ Distributor

Анализ напряженно-деформированного состояния консольной

балки с особенностью с применением метода подконструкций

Наименования продуктов ANSYS, в которых данный пример может быть выполнен	ANSYS/Multiphysics 5.5 ANSYS/Mechanical 5.5 ANSYS/Structural 5.5 ANSYS/LinearPlus 5.5 ANSYS/ED 5.5	Автор: Константин Жеков, технический специалист CAD-FEM GmbH Тел.: (095) 468-81-75, 913-23-00 E-mail: cadfem@online.ru, info@cadfem.ru Москва, 2000 г.
Дисциплина	Механика деформируемого твердого тела
Тип анализа	Линейная статика
Демонстрируются	Использование метода подконструкций, использование свойства антисимметрии, построение эпюр вдоль заданной кривой (Path Operations)

Описание задачи

Методика решения задач методом подконструкций рассматривается на примере задачи об изгибе консольной балки, нагруженной сосредоточенным моментом на конце. В районе скачка жесткости имеется полукруглый вырез R = 0.05 (м) Сама модель, ее геометрические характеристики и густота сеточного разбиения выбраны исключительно из соображений наглядности и простоты исполнения и демонстрации методики.

Расчетная схема приведена на рис. слева.

L₁ = 3.5 (м), L₂ = 4 (м).

Высота сечения H₁ = 1 (м), H₂ = 2 (м)

(момент сопротивления сечения W = BH²/6

соответственно равен: W₁ = 1/6, W₂ = 2/3),

изгибающий момент M = 1000 (Нм).

Аналитическое решение для напряжений дается как:

Сечение 1 (H₁ = 1 м):

₁ = M/W₁ = 6000 Па.

С ечение 2 (H₂ = 2 м):

₂ = M/W₂= 1500 Па.

Часть конструкции, содержащая район концентрации напряжений в окрестности выреза, выделяется в подконструкцию (submodel). Размер выделяемого района выбирается в соответствии с принципом Сен-Венана.

Решение проводится по следующим этапам:

1. Создание обобщенной модели конструкции с малой детализацией.

2. Сохранение базы данных с обобщенной моделью.

3. Анализ общей модели конструкции.

4. Просмотр результатов решения.

5. Полная очистка базы данных.

6. Создание высокодетализированной модели района с особенностью (подконструкции).

7. Выделение пограничных узлов, по которым будет осуществляться интерполирование.

8. Запись данных об этих узлах в файл *.node.

9. Сохранение базы данных с моделью подконструкции.

10. Полная очистка базы данных.

11. Восстановление из сохраненной на шаге 2 базы обобщенной модели.

12. Чтение в базу данных результатов решения для обобщенной модели.

13. Чтение в базу данных сведений об узлах из *.node файла и интерполирование степеней свободы для этих пограничных узлов (CBDOF) с записью *.cbdo файла.

14. Чтение в базу данных модели подконструкции, сохраненной на шаге 9.

15. Чтение в базу данных наложенных на пограничные узлы ограничений из файла *.cbdo.

16. Решение задачи для подконструкции.

17. Просмотр результатов решения для подконструкции.

Пошаговое описание процедуры решения

П

остроение обобщенной конечно-элементной модели с малой детализацией и грубым разбиением

1.) Utility Menu > File > Change Jobname

Введите новое имя файла: coarse > OK

2.) Main Menu>Preprocessor

Выбор типа элемента, которым будет производиться разбиение:

Element Type > Add/Edit/Delete > Add > Solid Quad 4node 42 > OK

3.) Закройте меню Element Types > Close

4.) Задание свойств материала: Material Props > -Constant- Isotropic

В меню Isotropic Material Properties программой будет предложено создать материал за номером 1, нажмите OK.

Введите значения:

Модуль Юнга EX = 2.1Е11

Коэффициент Пуассона NUXY = 0.3

Закройте меню Isotropic Material Properties > OK

Создание прямоугольной поверхности

5.) -Modeling- Create > -Areas- Rectangle > By Dimensions

Введите значения координат для второй точки X2 = 1 и Y2 = 1 > Apply

(незаполненные поля для X1 и Y1 распознаются как равные 0., 0.)

В меню Create Rectangle by Dimensions введите X2 = -4 и Y2 = 1 > Apply

В меню Create Rectangle by Dimensions введите X1 = 1 и Y1 = 0, X2 = 1.5 и Y2 = 0.5 > Apply

В

меню Create Rectangle by Dimensions введите X1 = 4 и Y1 = 0, X2 = 1.5 и Y2 = 0.5 > ОК

Закройте меню Create.

Для обеспечения автоматической совместности сетки (узлов) по границам созданных поверхностей необходимо выполнить Булеву операцию склеивания (Glue) всех созданных поверхностей. В результате выполнения операции все линии и точки соседних поверхностей, имеющие одни и те же координаты и частично перекрывающие друг друга, будут слиты таким образом, чтобы по совпадающим границам поверхностей будут находиться единственные примитивы (линии и точки), принадлежащие одновременно двум прилегающим поверхностям.

6.) Main Menu > Preprocessor > -Modeling- Operate > -Booleans- Glue > Areas > Pick All

Далее будет установлена густота элементов по линиям, для чего сначала необходимо нарисовать имеющиеся линии:

7.) Utility Menu > Plot > Lines

8.) Для задания точного числа разбиений (элементов) по линиям, ограничивающим поверхности, перейдите в меню задания установок размера и густоты элементов на выбранных линиях:

Main Menu > Preprocessor > -Meshing- Size Cntrls > -Lines- Picked Lines

Отметьте одним щелчком левой кнопки мыши все короткие линии (длиной 0.5) > ОК

Введите количество элементов вдоль линий: NDIV = 2 > Apply

Выберите указанные линии:

Введите количество элементов вдоль линий:

NDIV = 4 > Apply

Выберите указанные линии:

Введите количество элементов вдоль линий:

NDIV = 10 > Apply

В ыберите указанные линии:

Введите количество элементов

вдоль линий: NDIV = 8 > OK

Для перерисовки изображения линий с

заданными установками (предварительного

просмотра густоты сетки) произведите перерисовку:

9.) Utility Menu > Plot > Replot

Перейдите в меню непосредственной

сеточной генерации. Будет использована

процедура построения сетки по шаблону

( регулярной сетки).

10.) Preprocessor > -Meshing- Mesh > -Areas- Mapped

Нажмите 3 or 4 sided (разбиение поверхностей,

топологически подобных трех или четырехсторонним).

Отметьте одним щелчком левой

клавиши мыши эти три поверхности:

Н

ажмите ОК

11.) В меню Preprocessor > -Meshing- Mesh > -Areas- Mapped

нажмите By corners

и выберите эту поверхность:

ОК

Последовательно (направление обхода не важно)

укажите курсором четыре точки:

12.) После генерации сетки закройте меню

Map Mesh Area by Corners > Cancel

Далее к созданной конечно-элементной модели будут приложены

граничные условия и нагрузки.

13.) Перейдите в меню Main Menu > Solution > -Loads- Apply > Displacement > On Lines

О

тметьте левой кнопкой мыши эту линию и нажмите OK

в

появившемся меню.

Убедитесь, что подсвечено All DOF (all degrees of freedom, заделка) и нажмите ОК.

В графическом окне заделка по каждой степени свободы будет показана символом стрелки по соответствующей координате.

1

4.) Далее в меню Displacement нажмите на -Antisymm B.C.- on Lines

Отметьте мышью все линии,

как показано на рис.

ОК

В графическом окне на

л иниях появится символ A

(антисимметрия).

15.) Закройте меню Displacement и

перейдите в Apply > Force/Moment > On Nodes

Выберите правый верхний узел > ОК

Наберите значение прикладываемой силы в направлении оси X глобальной системы координат в поле VALUE Force/moment value = 1000 > ОК

16.) Сохраните базу данных, для чего нажмите в ANSYS Toolbar > SAVE_DB

(или Utility Menu > Save as Jobname.db).

Р ешение задачи

17.) В меню Solution

нажмите

-Solve- Current LS

В возникшем окне

/STAT Command

просмотрите статистику,

закройте окно и

в окне

Solve Current Load Step

нажмите ОК.

18.) После появления

информации о том, что

решение выполнено,

закройте

информационное окно

Information > Close

Просмотр результатов

19.) Main Menu > General Postproc > Plot Results > -Contour Plot- Nodal Solu

В меню Item, Comp

выберите Stress

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов учебной работы