Surf_press (1051183)

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

Текст из файла

CAD FEM Official ANSYS, LS-DYNA3D Distributor in CIS

Анализ напряженно-деформированного состояния вала, нагруженного однонаправленным поверхностным давлением

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: Сергей Балакин, CADFEM GmbH Тел. (812) 242-22-97 e-mail: sbalakin@vicom.ru
Дисциплина	Прочность
Тип анализа	Линейная статическая задача
Демонстрируются	Демонстрируются возможности приложения произвольно ориентированных поверхностных нагрузок

Постановка проблемы:

Цилиндрический вал нагружен однонаправленной равномерно распределенной поверхностной нагрузкой. Диаметр оси – 40 мм, длина – 50 мм. Вследствие симметрии моделируется только одна ее половина. При решении используются твердотельный элемент Solid45 и элемент поверхностных нагрузок Surf154. В более ранних версиях программы последний может быть заменен на Surf22. Для двумерных задач соответственно могут быть использованы элементы Surf153 и Surf19. Пример предназначен для изучения методики решения задач подобного типа. С целью возможности решения на учебной версий используется грубое разбиение (483 элемента и 660 узлов).

Пошаговое описание процедуры решения

В ыбор типов твердотельных элементов, используемых в расчете:

Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/DeleteAdd

StructuralSolidBrick 8 node 45Apply

StructuralSolidQuad 4 node 42Apply

Surface Effect3D 4-9node structurl 154OK

Выбор опций элемента SURF154

В окне “Element Types” выделите элемент SURF154Options

В открывшемся окне установите следующие опции:

Midsize node K4 - Exclude

Use of nomal -Z press load K6 - Pos and neg pres

Pres. Vector orientation on K11 - Prj Area w/o Tan

If vector oriented pressure ... k12 - Press. Applied OK

Задание реальных постоянных

M ain MenuPreprocessorReal Const SURF154 OK

Введите в окне TKI величину 0.0005

Задание свойств материала (сталь в системе единиц СИ)

M aterial PropsConstant IsotropicOKвведите

Young` s modulus EX - 2e11 [Н/м²]

Poisson's ratio NUXY - 0.3

Построение геометрической и конечно-элементной модели

Построение двух четвертей круга

Main MenuPreprocessorModeling Create-Area- CircleBy Dimentions

Theta-1 0 Theta-1 0

Rad-2 0.02 Rad-2 0.02

Theta-2 90 Apply Theta-2 -90 OK

При раздельном создании твердотельных объектов их смежные ключевые точки, имея практически одинаковое положение в пространстве, не совпадают, что приводит к разрыву геометрических объектов. Для исключения такого явления производится операция "слияния" объектов, имеющих различие по координатам ниже установленного уровня (по умолчанию - 10^-4). Для контроля геометрического построения выполните визуализацию номеров объектов:

ANSYS Utility MenuPlotLines

Utility MenuPlotCtrlsNumbering : Keypoints - Yes

Lines - Yes

Выполните операцию "слияния": Main MenuPreprocessorNumberung CtrlsMerge ItemsKeypoints OK

Присвойте атрибуты созданным областям:

Main MenuPreprocessor-Attributes- DefineAll Area Material number - 1

Real constant - -

Element Type number - 2 Plane42

Element coord. Sys. - 0 OK

Использование этого элемента носит временный характер и служит для получения желаемого сеточного разбиения.

У становите параметры сеточного разбиения (в данном случае предлагается задать количество делений ограничивающих область линий)

Main MenuPreprocessorMesh Tools Size Control : Global Set

SIZE Element edge length - 0

NDIV No. Of element divisions - 6 OK

Произведите сеточное разбиение созданных областей:

Main MenuPreprocessorMesh Tools Mesh: Areas - Shape: Quad - Mesher: Free MeshPick all

Создание объемной твердотельной и конечно-элементной модели

Установите атрибуты, которые будут присваиваться вновь создаваемым объектам

Main MenuPreprocessor-Modeling- OperateExtrude/SweepElem Ext Opts

TYPE - 1 Solid45

MAT - 1

REAL - 1

ESYS - 0

---------------------------------------------------------------------

VAL1 No Elem divs - 8

VAL2 Spacing ratio - 2

---------------------------------------------------------------------

ACLEAR - Yes OK

Создайте трехмерные объекты путем экструдирования ("вытягивания") из существующих областей

Main MenuPreprocessor-Modeling- OperateExtrude/Sweep-Area- Along Normalвыберите курсором одну из областейApplyнаберите в DIST - 0.05 OK

Для удобства выбора точки зрения просмотра объекта вызовите меню

ANSYS Utility MenuPlotCtrlsPan Zoom RotateDynamic Mode

и удерживая правую клавишу мыши, поверните модель.

Повторите операцию экструдирования со второй плоской областью.

Снова произведите операцию слияния объектов для обоих объемов:

Main MenuPreprocessorNumberung CtrlsMerge ItemsNodesApply

Keypoints OK

Визуализируйте сеточное разбиение

ANSYS Utility MenuPlotElements

Для получения информации о количестве созданных узлов и элементов выполните: ANSYS Utility MenuListStatusPreprocessorMeshing

Создание поверхностных элементов

Селектируйте (выделите) узлы, которые находятся на верхней цилиндрической поверхности.

Для этого первоначально выполните:

ANSYS Utility MenuSelectEntities Areas - By Num/Pick Apply укажите поверхностьOK

Nodes - Attached toAreas, allOK

Проконтролируйте визуально правильность выделения узлов этой поверхности, отображая на графическом экране узлы:

ANSYS Utility MenuPlotNodes

Установите атрибуты по умолчанию, для вновь создаваемых элементов

Main MenuPreprocessor- Modeling- CreateElementsElem Attributes

TYPE - 3 SURF154 OK

Создайте элементы поверхностных эффектов

Main MenuPreprocessor- Modeling- CreateElementsSurf Effect-Generl Surface- No extra NodePick all

Для проверки направления нормалей поверхностных элементов визуализируйте на время элементную систему координат для поверхностных элементов

ANSYS Utility MenuSelectEntities Elements - By AttributesElem type num - 3 OK

ANSYS Utility MenuPlot CtrlsSymbols : ESYS Elem coord sys - Yes OK

ANSYS Utility MenuPlot Elements

Восстановите действие всех объектов

ANSYS Utility MenuSelect Everything

Задание граничных условий и нагружения

Перейдите в меню решателя

Main MenuSolution

Селектируйте все узлы в плоскости Z=0 (плоскость XY)

ANSYS Utility MenuSelectEntities Nodes - By Location : Z coordinates - 0 OK

Main MenuSolution LoadsApplyStructural DisplacementOn NodePick all выберите все степени свободы All DOF OK

(то есть торец защемлен, все перемещения в нем нулевые)

Приложение граничных условий (симметрии)

Main MenuSolution LoadsApplyStructural Displacement Symmetry BCon Areas Выберите все поверхности плоскости YZ

(поверхности А5 и А10)OK

Восстановите действие всех объектов

ANSYS Utility MenuSelect Everything

ANSYS Utility MenuPlotReplot

Приложение давления к верхней цилиндрической поверхности параллельно оси Y

Выделите только поверхностные элементы

ANSYS Utility MenuSelectEntities Elements - By Attributes

Elem type num - 3 OK

ANSYS Utility MenuPlotReplot

Main MenuSolution LoadsApplyPressureOn ElementsPick all

LKEY - 5

Value - 10000 - абсолютное значение давления

VAL2 - 0 - компонента по оси X в глобальной системе координат

VAL3 - -1 - компонента по оси Y в глобальной системе координат

VAL4 - 0 - компонента по оси Z в глобальной системе координат

(вектор давления определяется значениями VAL2, VAL3, VAL4)

ANSYS Utility MenuPlotElements

Для визуализации давления в виде стрелок

ANSYS Utility MenuPlot CtrlsSymbols : Surf Load Symbols - Pressures

Show pres and convect as - Arrows OK

Восстановите действие всех объектов

ANSYS Utility MenuSelect Everything

Запустите задачу на решение

Solve Current LS

Закройте окно листинга, OK

После появления сообщения “Solution is Done” нажмите Close в этом окне

Просмотр результатов расчета - Постпроцессинг

Main MenuGeneral PostProc

О трисовка сдвиговых напряжений S_xy

Main MenuGeneral PostProc Plot ResultsNodal SolutionStress XZ-shear SXZOK

Примечание:

• Для просмотра результатов можно воспользоваться функцией динамического вращения изображения - для вращения используйте правую кнопку мыши, для перемещения левую, для масштабирования среднюю (Pan Zoom RotateDynamic Mode)

• Отрисовка результатов по умолчанию производится в декартовой системе координат. Для просмотра в иной системе координат измените ее, используя: General Postproc Option for Output Result coord system Global cylindric (например, цилиндрическая)

• Так как поверхностные элементы закрывают часть цилиндра, то Вы можете “скрыть” их, выделив только элементы типа 1 (Solid45): Uility MenuSelectElementsBy attributesElement type Num введите 1OK

Вы можете получить список, например, узловых напряжений, и рассортировать его по величине

Main MenuGeneral PostProc List Results-Sorted Listing- Sort Nodes:

KABS Sort on absolute value? - Yes

List sorted nodes for - Result

Item,Comp Sort nodes based on - Stress Sz

Вы можете в постпроцессоре визуально “достроить” объект до полного:

ANSYS Utility MenuPlot CtrlsStyleSymmetry Expansion

Periodic/Cyclic SymmetryReflect aboutYZ OK

С оответственно отрисовка распределения напряжений S_Z

будет иметь вид:

11

Представительство CAD FEM GmbH в СНГ, 107497, Москва, Щелковское шоссе, 77, офис 1703

Тел: (095) 468-8175 Тел\Факс: (095) 913-2300 e-mail: cadfem@online.ru http://www.cadfem.ru

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