Басов К.А. - Ansys в примерах и задачах (1054000), страница 17
Текст из файла (страница 17)
В частности, в раскрывающемся списке Е(етеп! Ьегзаг(аг КЗ можно выбрать следующие типы напряженно-деформированного состояния: плоское напряженное (как показано на рисунке), осесимметричное, плоское деформированное и плоское деформированное с заданной толщиной элемента. По умолчанию установлена опция плоского напряженного состояния, которая и требуется в данном случае. Из командной строки команда выбора типа элемента задается следующим образом: ЕТ,!,Рз АХЕ42.
Материал указывается совершенно аналогично тому, как это было описано в главах 4 и 5. Для материала обязательно надо указать модуль Юнга и коэффициеит Пуассона. СозАание сетки конечных элементов Для создания сетки КЭ в препроцессоре требуется: ° присвоить поверхности атрибуты (тип элемента и материал); ° определить параметрнзацию по линиям; ° создать узлы и элементы. Присвоение атрибутов поверхности осуществляется командой экранного меню Ргергосеввог-+ АГ(г)Ьв(ев-Пезйзве -з Ай Агеав... Для поверхностей требуется задавать следующие свойства (приводятся в порядке, указанном в панели выбора атрибутов Агеа АГГгзйвтев, прелставленной на ряс.
6.7): КА.Басов. АЬГБУБ в и имерак и задачах Рис. 6.7. Панель Агеа АнггЬп(ее ° МАТ Магеггаг питЬег — номер применяемого материала; ° МЕАМ Яеа( сопзгапг гег питЬег — номер набора характеристик конечною элемента (толщина, присоединенная масса и т.п. в данном случае не указаны и не требуются); ° ТТРЕ Е)етепг гуре питЬег — номер типа элемента; ° ЕБУБ Е(етепг сооггггоаге зуз — номер элементной координатной системы (для изотропного материала не требуется).
Из командной строки команда атрибуты поверхности задаются командой ААТТ, 1„1,0. Весьма важной особенностью данной задачи является необходимость создания сетки КЭ, размеры элементов которой на внутреннем контуре (в зоне концентрации напряжений) меньше, чем на внешнем. Для этого следует задавать число элементов по отдельным линиям (в экранном меню применять команду Ргергосезаог в МезЫв8 -+ Яке Св(г)з...
-з Р(сйег) 1елеа) и в панели Иевгев! Яхея ов Р)с(гег) Ивсе активно пользоваться ок- Г х нам БРАСЕ Брасгпх Яагго, при помощи которого можно задавать длину Рнс. 6.8. Внд,сетки конечных элементов, сгущенной ребра переменной по ли- в зоне концентрации напряжений 68 Глава 6. Создание расчетной модели и расчет на прочность пластины с центральным отверстием нин. В результате после выполнения команды создания сетки КЭ на поверхности, вызываемой нз экранного меню последовательностью Ргергосеззог-ь МезЫвй — МезЬ -ь Агеаз -+ Ргее, на экране возникает вид сетки КЭ, показанной на рис.
б.8. Из командной строки команда создания сетки на поверхности вызывается следующим образом: АМЕБН,1 (где ! — номер текущей поверхности). Возможен также вариант АМЕЛИН,АЫ. (для всех поверхностей). Приложение нагрузок и закреплений В данном разделе нагрузки и закрепления, в отличие от глав 4 и 5, будут прикладываться к линиям. При этом требуется закрепить прилегающую к концентратору напряжений (вырезу) горизонтальную линию, ограничивающую поверхность, в направлении оси'!Г,' аналогичную вертикальную линию — в направлении оси Х. К одной нз двух линий, не прилегающих к концентратору, следует приложить распределенную нагрузку. Закрепление по линии прикладывается командой экранного меню Ргергосеззог -+ Еоабз -ь Еоабз-Ар)йу -ь В!гас!ага)-!))зр)асеюевз -ь Оп Ывез.
При иомследует указать курсором на экране требуемую линию и далее указать тип ' приложения перемещений по линии в панели Арр)у Б,ЕОТ ов Ывез, показанной на рис. 6.9. В этой панели в списке йаЬ2 .00ре 1о Ье сопе1га1пеьГ следует выделить требуемое направление перемещения (АЛЬ 2)ОГ, то есть все, УА' нли Оу) и в строке УАЬ(ГЕ 01ер1асетеп1 иа(ие указать значение перемещения (в данном случае — 0). Рис. 6.9. Панель дрр!у 0,йОТ оп (лоез КА.Басов. АКЯБ а ам« и зада«ак Нажатие кнопки ОКприводит к приложению требуемого перемещения кдинни, а нажатие кнопки Арр(у дает возможность выбора следующей линии. Из командной строки команда приложения перемещения к линии вызывается следующим образом: Р1«5„1Л(,0.
В данном случае 5 — номер линии, 1) х'— направление перемещения, 0 — значение перемещения. Аналогичным образом прикладывается распределенная по линии нагрузка. Из экранного меню зто можно сделать следующим обраюм: Ргергосеазог-ь 1ххиЬ-+ $«ввЬ-Арр1у-«Ргеывге-+ Ов (ласк После указания требуемой линии на экране появляется панельдрр1у РЕЕВ ов Ввез, в которой указывается значение прикладываемой нагрузки (рис. б.10).
Рис. 6А О. Панель Арр!у РВЕВ оп впав В этой панели в строке ГАЕРЕ Хоай РЯКЯ гаЬе следует указать значение нагрузки (давления) на линии. Знак «-» ставится потому, что в данном случае давление должно действовать не внутрь поверхности, а наружу. После нажатия кнопки ОК происходит выход из панели. Из командной строки команда приложения давления к линии вызывается следующим образом: ВР1;4,РЕЕВ; 10,. В данном случае 4 — номер требуемой линии.
Внд поверхности с приложенными граничными условиями и нагрузками показан на рис. 6.11. 70 Геава 6. (.'оздоние расчетиои модена и расчет на нрочность неастины с центральным отверстием Просмотр и анализ результатов Рис. 6.12. Поле напряжений о„ 71 Поскольку команды пеРенумерацин узлов и запуска решения уже описаны выше, можно перейти непосредственно к просмотру результатов. Полученное поле узловых осевых напряжений о, показано на рнс.
6.12. Максимальное напряжение в зоне концентрации составляет 30,6 Н/ммь. В то же время нз курса «Теория упругости» известно, что при приложенной Рис. 6.11. Поверхность с приложенными граничными условиями и нагрузками лооль ооьнттол 8789-1 90В =1 тгмк=1 Ех 1лч01 8878=0 Рсвгесасарььсн егхсет=1 ЛЧЛЕ5=Маг ОМХ =.005253 5МЯ =- . 157112 8МХ 30.539 †.157112 3.254 6.664 10.075 13.486 16.896 20.307 — 23.718 27.129 30.539 КЛ,Басов. А1чЯУЯ в араме ах и задачах нагрузке точное значение напряжения составляет 30,6 Н/мм'.
Расхождение с точным результатом не превышает 2%, что является вполне допусппвым. Повторный расчет при помощи элементов!1 порядка Показанное выше решение получено для сетки КЭ, созданной из элементов 1 порядка. Для получения решения с той же параметризацией линий необходимо удалить узлы и элементы, назначить новый тип конечных элементов и провести новый расчет.
Поскольку все граничные условия приложены к элементам геометрической модели, их новое задание не требуется,' Удаление сетки КЭ производится командой Ргергосегаог-в МезЫвй-С3еаг-ч Агеаз. Из командного окна та же команда вызывается в виде АСЖАК,АЫ . Далее следует заменить тип элемента Р1але42 и а Р!але82 пугем вызова команды экранного меню ргергосеазог-+ Иешевг Туре-в Аай/Еай/ззе1еге...
В панели Иешевч Турез следует удалить тип элемента Р1але42 кнопкой Зе1еге и выбрать элемент Р1аае82 После назначения новых атрибутов поверхности можно создать новую сетку конечных элементов и провести с ней новый расчет. Представляется, что пользователь может провести весь описанный набор действий самостоятельно, ориентируясь на приведенную вьппе последовательность операций. СОЗАание расчетных моделей и расчет на прочность тел вращения Геометрическая модель, используемая в данной главе, создается заново средствами АигоСА(3, Подобно изложенному в главе 6, модель может состоять исключительно из отрезков прямых и дуг окружностей или включать в себя поверхность (обьект геяюл). В этой главе рассматривается решение задачи расчета осесимметричного тела (диска), нагруженного центробежными силами и контурной нагрузкой.
Для расчета могут быть применены конечные элементы как 1, так и П порядков. Как и в случае, описанном в главе 6, последовательность действий сводится к следующему: 1. Создание геометрической модели средствами АшоСАО. 2. Передача построенной геометрической модели в препроцессор МКЭ АХЗг'3. 3. Окончательные работы по формированию геометрической модели, прово- димые средствами МКЭ А)чЗУЗ. 4. Определение типа элемента, характеристик элемента и материала.
5. Создание сетки конечных элементов. 6. Приложение нагрузок и закреплений. 7. Выполнение расчета. 8. Просмотр результатов. 9. Изменение сетки КЭ и повторный расчет (при необходимости). Ниже описывается последовательность перечислениых действий. Разумеется, что описывать порядок построения поперечного профиля тела вращения нет необходимости. Построенная модель представлена на рис. 7.1. Следует указать особо, что при выполнении машиностроительных чертежей принято ось вращения диска располагать горизонтально, то есть параллельно оси Х комплекса АигоСА1). В отличие от принятых в практике проектирования соглашений, ось вращения модели в МКЭ А)чЗ г'3 — ось У. Поэтому построенную модель требуется повернуть на 90'.
При этом необходимо помнить, что координаты Х элементов модели будут восприниматься как радиусы. Поэтому в модели не может быть точек с отрицательными значениями координаты Х. Аналогично описанному в главе 6, созданную средствами СА0 модель можно передать в формате 1ОЕЗ вли в формате АС1З. В случае если в препроцессор МКЭ передаются только линии профиля, в препроцессоре требуется постровть поверхность поперечного сечения детали, как об этом уже было сказано в главе 6. Рис. 7.1. Профиль диска 73 ь.А.Басов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
