Басов К.А. - Ansys в примерах и задачах (1054000), страница 19
Текст из файла (страница 19)
8.1, Возможен и другой тип построения модели. В этом случае твердотельные объекты (то есть за!Ы и ге8(ол) не строятся, а средствами Ао1оСА1) создается каркас будущей модели. Помимо линий рамы, в состав модели будут входить линии, на основе которых будут созданы по- верхности бака и фланца. В модель потребуется вве- Рнс. 8.2. Модель сти дуги окружностей и прямые линии образующих цилиндрических ча- злава 8.
Создание расчетной модели и расчет на нрочность балок и оболочек стай бака, дуги окружностей — меридиональные сечения сферических крышек, а также прямые линии и дуги окружностей, требующиеся для построения шпангоута бака. Такая модель представлена на рис. 8.2. Определение типа элемента, характеристик элемента и материала Модель включает в себя обьекты двух типов — тонкостенный бак со шпангоутом и опоры. Бак моделируется конечными элементами оболочки, рама — балочными конечными элементами. Поэтому из всей совокупности возможных типов конечных элементов следует выбрать в качестве применяемых два элемента.
Для каждого из типов конечных элементов будут определены свои наборы характеристик, а для балочных элементов — дополнительно и характеристики поперечного сечении. Поскольку сама процедура вызова соответствующих панелей уже описывалась в предыдущих главах, повторять подробное списание не представляется необходимым. Для конечного элемента оболочки выбор типа элемента производится из панели 1лвгагу о( Е)ешев1 Турьи так, как это показано на рис. 8.3. При этом необходимо в левом списке панели выбрать раздел Язей (оболочка), а в правом списке — элемент с номером 63 (упругий элемент с двумя узлами). Рис. 8.3. Панель НЬгагу о1 Е)епзеп1 Турез при выборе КЗ оболочки Из командной строки тот же самый элемент выбирается командой ЕТ,1,ВНЕ( 1 83.
Характеристики элемента оболочки задаются в два этапа, при помощи панелей Е)ешевг Туре йи Кеа1 Соизпьв(з и Кеа1 Сом(ав1, как это показано на рис. 8.4 и 8.5. Никаких свойств присваивать данному конечному элементу не требуется, поскольку по умолчанию опции установлены на расчет изгибной оболочки. В общем случае данному типу конечного элемента можно присвоить, например, свойство расчета безмоментного напряженного состояния (когда конечный элемент работает как мембрана), но при расчете данной задачи этого не требуется.
При этом в панели Е(ешев1 Туре 1ог Кеа( Севзпьв(з выбирается тип конечного элемента, для которого будут вводиться характеристики. КЛ.Басов. АгУБУБ в п ииерах и задачах Рис. 8.4. Панель Е!епзеп1 Туре 1ог Веа! Сопя!ап1а при выборе характеристик КЭ оболочки Рис. 8.5. Панель йеа) Сопа1ап1 при выборе характеристик КЗ оболечки В данном случае на рис. 8.4 в поле выбора типа элемента показаны два типа, хотя о втором из них речи еше не шло. На самом деле порядок выбора типов применяемых конечных элементов и последующего присвоения им свойств и характеристик принципиально не существенен.
Важно только, чтобы свойства и характеристики присваивались уже выбранному типу конечного элемента. Поэтому в случае если пользователь следует порядку операций, излагаемому в данном разделе, в поле СЬаозе е1елгелз гуре: строки Туре 2 ВБАМ188 на данном шаге не будет. Собственно характеристики элемента задаются в полях следующей панели Веа! Совагаа1, как это показано на рис. 8.5. В данной панели представляют интерес следующие поля: ° %еН гйгсгглезз аг лоде I ТКИ вЂ” толщина конечного элемента в первом узле; ° Я~ей Й|сгглехг аг лоде У ТКг'з,1 — толщина конечного элемента во втором узле; Глава 8.
Создание расчетной модели и асчет на и чность балок и оболочек ° Я~ей гь(скпезз аг пабе к тк(к) — толщина конечного элемента в третьем узле; ° ВЬеП Ппсйпезз аг поде В ТК11) — толщина конечного элемента в четвертом узле; ° Югзг Ггот тЫ зип" го гор СТОР— расстояние по нормали к элементу от средней линии элемента, определяемой его узлами, до верхней грани элемента; ° )йзг)тот тЫ лигу" го Ьог СВОТ вЂ” расстояние по нормали от средней линии элемента до нижней грани; ° Ай3ед таге/ип(г агеа АЭМВУА — масса присоединенного материала (вроде налипшего снега), отнесенная к единице площади поверхности.
Поскольку оболочка имеет постоянную толщину, достаточно задать только значение ВйеП гМскпезз аг поде 1 ТК11) (в данной задаче все размеры, в том числе толщина, задаются в метрах). По умолчанию значения Эйг/сот тЫ ли~го юр СТОР и Вйзг Ггот тЫ ли~у'го Ьог СВОТ принимаются равными половине толщины. Из командной строки характеристики элемента задаются в виде К,1,.01„„„. На этом определение типа КЗ оболочки и ею характеристик завершено.
Выбор балочного конечного элемента в панели 1лвгагу оу Е)егаевт Турез показан на рнс. 8.6. При этом необходимо в левом списке панели выбрать раздел Веат (балка), а в правом списке — элемент с номером 188 (балочный элемент с двумя узлами). Рис. 8.6. Панель Нпгагу ог Е!егпвпг Турев при выборе КЭ балки Из командной строки тот же самый элемент выбирается командой ЕТ,З,ВЕАМ!88. Далее необходимо определить характеристики конечного элемента, как это представлено на рис. 8.7. В данном случае никаких значений в поля вводить не следует.
Необходимо обратить внимание на третье поле панели — А~Ыеб Мазе 1Мазз/)епбгЬ) АООМАЯ, в которое можно ввести значение погонной присоединенной массы (если есть). Из командной строки характеристики элемента задаются в виде К,2„„,. Наконец, следует задать характеристики поперечною сечения балки. Здесь используется специальная очень удобная панель Веав Тоо!, которая позволяет пользователю не вычислять значения поперечной плошади, моментов инерции в прочего. Зта панель показана на рис.
8.8. Вызов панели задания поперечного сечения производится командами экранного меню Ргергесезвог ч Зесбовв -+ Веаа-Стивов Весцвв... 83 КА.Басов. А)УБУБ в л имв и задачах Рис. 8,7. Панель Веа( Сопв1аот при выборе характеристик КЭ балки В данной панели имеются следующие поля: ° П) — номер поперечного сечения; ° Фаев — индивидуальное имя, вводимое пользователем (можно и не задавать); ° БиЬ-73рв — список типов поперечных сечений (труба, швеллер, и т.д.); ° 077вв) Та — список типов расположения поперечного профиля относнтедьно оси элемента. Для каждого типа сечения требуется определить характерные размеры сечения. В данном случае применена труба с наружным диаметром О,1 и и тошцнной стенки 0,01 м.
Параметр АГ можно принять по умолчанию (зто количество точек интегрирования по сечению). Всю эту информацию можно ввести из командной строки в виде: ЯЕСТУРЕ, 1,ВЕАМ,СТ()ВЕ,Тгв)га ЯЕСОРРЯЕТ,СЕ)ЧТ ЯЕСРАТА,0.04,0.05„0,6,0,0,0,6,0,0 Свойства материала определяются обычным, уже описанным выше способом. В данном случае для материала требуется задать модуль Юнга, коэффициент Пуассона и плотность. Из командной строки свойства материала задаются в виде: Рис. 8.8. Панель Веет Тоо! ()! МР,!,ЕХа,йе11, ШМР,!,ЬПЗХ'т'„,.3, Ц(МР,!,РЕ)ЧЯ„,7850, 84 Глава 8. Создание расчетной иодели и счет на прочность балок и оболочек Создание сетки конечных элементов на поверхностях и линиях Как уже указывалось выше, создание сетки конечных элементов осуществлжтся в три этапа: присвоение атрибутов обьектам (линиям, поверхностям, объемам), указание числа элементов по линиям и собственно формирование узлов и элементов, для поверхностей, фор- мирующих бак и его шпангоут, атрибуты (тип элемента, характеристики элемента и материал) определяются из экранного меню командами Ргергоееззог -ь АцпЬв1езЮейве -ь АВ Агеаз...
(то есть для всех поверхностей сразу). После этого вызова на экране возникает панель Агеа Апгйшгеа (рис. 8.9). В этой панели необходимо указать номер материала (МАТ Ма!ее!а1 питЬег), номер набора характеристик конечного элемента (ЯЕАЕ Яеа! еопв1ап! ве! питЬег) и тип применяемого конечного элемента (ТУРЕ Е1етеш гуре питдег). Для изотропного материала элементная координатная система не вводится, и поэтому указывать ее номер (ЕЯУБ Е!етеп! еоогатпаге вув) не требуется. Из командной строки то же самое задается командой ААТТ,1,1,1,0. Для атрибутов линии процедура несколько сложнее.
Дело в том, что при указании поперечного сечения балочного элемента требуется дополнительно указать ориентацию этого сечения. Бели ось Х элементной системы координат определяется по двум узлам элемента, то ось Х элементной системы координат требуется задавать дополнительно вручную. Для задания этой оси Х требуется указать ориентационную точку (подробнее это описано в томе «Теория» документации к МКЭ А)«)Б г'Б, поставляемой вместе с дистрибутивом). Данная точка указывается на экране при помощи мыши. Команда определения атрибутов линии вызывается из экранного меню сле- дующим образом: Ргергосеззог-ьАцгйшгез-))айве-ь р)еЬе4 (ввез.
После этого на . экране появляется панель 1 ше Ацгйьв(ез (рис, 8.10). В данной панели необходимо указать: ° номер применяемого для элементов, создаваемых на конкретной линии, материала (МАТ Ма1епа1 питЬег); ° номер набора характеристик конечного элемента (ЯЕАЕ Яеа! сопвгап1 лег питЬег); ° тип применяемого конечного элемента (ТУРЕ Е!етеп! 1уре питЬег); ° номер типа поперечного сечения (ВЕСТЕ!етеп! зеебоп). КА.Басов. АФХг5в н име и задачах В отличие от стержневых элементов, для элементов балки необходимо установить переключатель Р)с)с Опепгапап Кеуро!пг(з) в положение Уез. Затем требуется нажать кнопку ОЕ, после чего панель исчезает с экрана и пользователь должен указать ориентационную точку (объект типа гсеура)пг) на экране. Эта точка не должна лежать на линии, для которой указываются атрибуты.
Из командной строки то же самое задается командой: Рис. 8,10. Панель!зле АцпЬи1вв 1 АТТ, МАТ, ЕЕА1; ТУРЕ„КВ, КЕ, ВЕС)ч)ЮМ где: МАТ вЂ” номер применяемого материала; ЕЕА) — номер набора характеристик конечного элемента; ТУРŠ— тип применяемого конечного элемента; К — номер ориентационной точки для начального сечения балки (задается обязательно); КŠ— номер ориентационной точки для конечного сечения балки (задается только для естественно закрученных балок, в общем случае не требуется); ВЕС)Ч()М вЂ” номер типа поперечного сечения.
Далее определяется количество элементов на линиях и строится сетка конечных элементов как на линиях, так и на поверхностях. Для лучшей визуализации полученной конечно-элементной модели желательно включить дополнительные опции изображения модели командой выпадающего меню Р!о(С(г1а -+ В(у)е -з В(хе авб Вваре... После этого на экране появится панель В(зе авб ВЬаре (рис. 8.11), в которой необходимо установить переключатель |/ТИАРЕ) ЮЬр(ау а)" е)егпепг зйаред дазег( он геа1 сапзгапг с(езсг(рлан в положение Оп. После выполнения этой операции конечно-элементная мо- Рис. 8.11. Панель В)хе апо Вйарв 86 Глава Е Создаиие расчетиой модели и расчет на и чиость балок и оболочек дель будет изображена в соответствии с действительной толщиной оболочек и формой поперечного сечения балок.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
