Ex_Str_Mat (1051131), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

причем, как и в операторе 29, в соответствии с правилами умолчания ANSYS нуль в поле значений VALUE компоненты DOF можно опустить: D,1,UY и т.д.

Аналогичным образом, операторы 31 и 32 задают значения сосредоточенных сил (Force) в определенных узлах. Так как сила является вектором, то для плоской задачи задаются ее компоненты по осям X и Y. В нашем примере внешние силы направлены против оси OY, и следовательно, имеют ненулевыми лишь компоненты FY, причем со знаком «минус». Как и для команд D, операторы 31 и 32 можно было бы использовать в более простой форме:

F,1,FY,-1e3 $ F,3,FY,-1e3

F,4,FY,-2e3 $ F,5,FY,-2e3

Команда SOLVE формирует и решает систему линейных алгебраических уравнений (СЛАУ) МКЭ, соответствующую созданной конечно-элементной модели и типу анализа, а также записывает получаемые результаты в базу данных *.db и файл вывода. Команды опций вывода (OUTRES и OUTPR) позволяют определять различные типы данных, записываемых в базу или выводимых на печать. По умолчанию принимается OUTRES,ALL, т.е. сохранение всех данных (одношагового) статического анализа в *.db, и подавление вывода на печать.

Поскольку все данные в результате решения оказываются доступными для обработки, используя главный постпроцессор POST1 и операторы 37, 38, мы можем вывести опорные реакции и усилия в стержнях. Отметим, что целью решения задач является именно получение определенных результатов. О том, какие результаты и в каком виде надо получить, следует думать в самом начале решения задачи. В ряде случаев для этого необходимо устанавливать специальные опции вывода, определять переменные для графиков, проводить дополнительные сервисные вычисления и т.п. Для нашего примера достаточны текстовые результаты. При этом реакции можно вывести по команде 37, а усилия в стержнях - по команде 38. Относительно команды 38 отметим, что поля SMISC,1 определяют именно усилия в стержнях для КЭ LINK1 согласно документации по КЭ LINK1 [6]. Наконец, команда 36 позволяет назначить вывод в желаемый файл, а команда 39 - вернуть вывод в стандартный файл вывода *.out. Специальный файл вывода SMs1.res используется в данной программе для отсечения многих ненужных сообщений, создаваемых в процессе выполнения программы.

При желании графическое изображение деформированного состояния фермы можно получить, используя в препроцессоре команду:

PLDISP,1 ! Показать деформир. состояние вместе с недеформированным

Однако, перед этим желательно задать вывод графики в файл графического ANSYS-формата, например, в файл <f_r>.grph по команде:

/SHOW,f_r,grph

Изменяя соответствующим образом файл SMs1.inp, можно создавать программы для расчета разнообразных ферм. При этом для ANSYS безразлично, рассматривается ли статически определимая ферма, или статически неопределимая. Естественно, что в последнем случае существенны значения констант REAL и материальных свойств MAT.

Если в ферме имеются стержни с различными свойствами, то возможно применение следующей стратегии. Пусть, например, стержень 2 выполнен из алюминия с модулем Юнга и площадью поперечного сечения (м). Тогда при задании наборов REAL и MAT следует также определить новые REAL и MAT с номерами, равными, например, 2:

R,2,2e-4

MP,EX,2,0.7e11

При определении элементов необходимо активизировать соответствующие наборы REAL и MAT. Таким образом, команды задания элементов 17-19 нужно видоизменить, например, так:

E,1,2

REAL,2 $ MAT,2 $ E,2,3

REAL,1 $ MAT,1 $ E,3,4

(Для элемента E,1,2 текущими значениями атрибутов по умолчанию являются значения, равные 1: MAT=1, REAL=1, TYPE=1, ESYS=1. Перед созданием второго элемента (E,2,3) следует изменить значения MAT и REAL на 2, а для других элементов (E,3,4 и т.д.) - снова вернуться к значениям MAT и REAL, равным 1.)

Если требуется определить узловые силы в узлах фермы, то в командах вывода (например, после команды 37), можно добавить команду, предназначенную для вывода узловых нагрузок (для данного примера - сил):

PRNLD

Для вывода осевых напряжений, существенных для задач сопротивления материалов, можно в решателе SOLUTION использовать команду:

OUTPR,BASIC,1

но тогда печать осевых напряжений SAXL будет осуществлена в стандартный файл вывода *.out. Более сложный, но и более изящный способ - использование следующего фрагмента внутри постпроцессора:

/NOPR ! подавление ненужного вывода

N_EL=7 ! параметр для количества элементов

*DO,I,1,N_EL ! цикл по элементам

ESEL,S,ELEM,,I,I ! выбор элемента с номером I

ETABLE,SIGAX,LS,1 ! из таблицы ETAB выбираются указатели

! SIGAX на SAXL согласно документации

! КЭ LINK1

*GET,SS,ELEM,I,ETAB,SIGAX ! Определяем SS по указателю

/GOPR ! активизация вывода

*VWRITE,I,SS ! выводим номер элемента I и напряжение SS

(1x,' I=',F4.0,' SIGMA_AX=',e10.4)

/NOPR

*ENDDO ! конец цикла по элементам

При этом выводная информация будет представлена в наиболее короткой и удобной форме. (Добавьте в этот фрагмент также команды для вывода усилий в стержнях!)

Другим способом вывода усилий и напряжений в стержнях являются следующие команды:

ETABLE,FORAX,SMISC,1 ! FORAX - указатель на SMISC,1

ETABLE,SIGAX,LS,1 ! SIGAX - указатель на LS,1

PRETAB,FORAX,SIGAX ! Печать FORAX и SIGAX

Наконец, расчет пространственных ферм отличается от расчета плоских ферм только использованием стержневых КЭ LINK8 вместо LINK1 (значения LS,1 и SMISC,1 и для КЭ LINK8 определяют соответственно осевые напряжения и усилия). Естественно, что узлы теперь требуется задавать по трем декартовым координатам. Например, узел 1 с координатами (2, 0, 1.5) задается по команде:

N,1,2,0,1.5 или N,1,2,,1.5

В заключение разбора примера расчета фермы подчеркнем, что физические свойства, константы из множеств R и геометрия должны быть заданы в единой физической системе единиц. Итоговые результаты будут тогда представлены в той же системе единиц. (Здесь была использована система СИ.)

Ниже приводятся варианты заданий для самостоятельного выполнения.

Варианты задания № 1. Рассчитать ферму на ANSYS, используя данные, приведенные в указанных задачах. Определить опорные реакции и усилия в стержнях. Для задач из [1] и [3] сравнить полученные результаты с приведенными в ответах к соответствующим задачам. (При выполнении заданий из [3] считать известными из ответов задач силы или площади сечений и определить также осевые напряжения.)

Таблица 1.3.

Вариант 1а.

Варианты 1б - 1г:

1б) 1б.1 - 1б.30 - С1.1 - С1.30 [2];

1в) 1в.1 - 1в.30 - С3.1 - С3.30 [2];

1г) 1г.1 - 1г.30 - С8.1 - С8.30 [2].

2. Плоский изгиб балок

Рассмотрим классическую задачу сопротивления материалов о прямом изгибе в одной плоскости упругой многопролетной балки с кусочно-постоянными изгибными жесткостями. Внешними силовыми факторами: вызывающими такой изгиб, могут являться сосредоточенные силы, моменты и распределенные нагрузки с кусочно-линейным изменением интенсивности.

Требуется составить программу расчета конкретной задачи из данного класса так, чтобы при небольших изменениях можно было бы рассчитывать и другие подобные задачи. Сервис программы должен быть достаточно независимым от частной задачи и обеспечивать нахождение реакций опор, значений перерезывающих сил, изгибных моментов, изгибных напряжений и формы изогнутой оси балки. Результаты следует представить в текстовом и графическом видах.

В качестве примера возьмем балку из задачи 9.1 сборника задач по сопротивлению материалов [3], показанную на рис.2.1. Данная балка отнесена к декартовой системе координат Oxyz так, что ось x направлена вдоль оси балки, проходящей через центры тяжести поперечных сечений. Оси y и z направлены вдоль главных осей инерции сечения, а начало отчета расположено в левом конце балки. Прямой поперечный изгиб здесь осуществляется в плоскости Oxy. В соответствии с данными, взятыми из условия и решения задачи 9.1, примем:

y

q

M

O

x

Характеристики

Список файлов учебной работы