Басов К.А. - Ansys в примерах и задачах (1054000), страница 37
Текст из файла (страница 37)
В =:: данном случае создаются точки с координатами (0,0„0), (1,0,0) н (0,.1,0). ':" Из командной строки координаты всех трех точек указываются командами: К„„, ', К„1„, ',: К«и 1» 57 К.А.Бассе. А!УБУЯ в и име и задачак Рис. 6.4. Панель Сгеаге Кауро!п1а !п Ас1!те Соогг!!лаге Зув1егп После этого от точки'М 1 до точки М 2 требуется провести прямую линию. Эта линия строится командами экранного меню Ргергосеааог -+ Сгеаге -+ Ивеа-г Внтг!8Ы 12ве.
После этого на экране появится панель Сгеаге йга!8аг Иве„при помощи которой строится требуемая линия. Панель показана на рис. 5.5. После появления данной панели на экране требуется указать курсором сначала точку М 1, затем М 2. Из командной строки та же линия создается командой Ытк,1,2. Итак, требуемая линия создана, и процесс создания геометрической модели завершен, Создание расчетной моАели В данном случае требуется присвоить линии атрибуты и создать сами конечные элементы. Вызов соответствующей команды см. в разделе «Присвоение геометрическим объектам (в данном случае — линиям) типа КЭ, материала и характеристик» главы 4.
Рис. 6.6. Панель Сгеа1е 61га!дл1 0пе Рис. 6.6. Панель 0пе АнпЬ!Неа при создании элементов ВЕАМ188 Глава 5. Расчет иа провисеть коиеольиоб балли '. Указание атрибутов для линии, на которой будут созданы балочные конечные :, элементы, имеет определенное отличие от указания атрибутов для линии, на которой строятсл стержневые элементы. Это отличие заюпочается в необходи'- мости указания пространствен' ной ориентации поперечного се- чения балки. Поэтому в панели ::„, Иве АВПЬвгев, показанной на ' рис, 5.6„следует установить пере- Ключатель Ргсгг Оггегггаггои -.
Кеурогпгге) в положение гее и нажать' кнопку ОК После этого панель Ыве „Айг)йвгев исчезает, но появляется новая, меньшего размера н того же наименования, очень похожая на панель, показанную на :. рис,5.5, а в командной строке появляется запрос: Ргсй йеуроьггге) рис, б,7. Внд созданных конечных элементов : ./ог оггепгапоп. При этом следует указать курсором на экране требуемую ориентационную , точку и нажать кнопку ОК в находящейся на экране панели Иве Аггг)йвтея. В результате линия получает все требуемые атрибуты. То же самое нз командной строки задается следующим образом: ВАТТ,1,1,1„ Зн1.
Далее требуется указать число создаваемых конечных элементов на линии н ;. создать сами конечные элементы (см. главу 4). Созданные элементы показаны на рнс. 5.7. На этом создание модели завершается. '-' Приложение нагрузок и закреплений В качестве нагрузки будет приложена сосредоточенная сила. Сосредото', ченная сила может прикладываться в геометрической точке или в узле сетки. ; Принципиальной разницы между двумя видами задания нагрузки нет. Однако : '' если сетка конечных элементов пользователем будет удалена для последую:: щего создания новой нагрузки, то закрепления, приложенные к узлам, также будут уничтожены. В то же время нагрузки и закрепления, приложенные к :::- объектам геометрической модели (в частности, к точкам), сохранятся. Поэтому в данном случае нагрузки и закрепления будут приложены к геометрическим точкам Сосредоточенная нагрузка прикладывается командами экранного меню :: Ргергосеззог -ь колба -+ Еоадз-Арр!у -ь рогсе/Могаевг -ь Ол Кеуро)вез.
После этого '::, Па экране появляется панель указания точки Арр!у Р/М ов КРз (первая часть). -, Приэтом на экране требуется указатьточку (однуили несколько, в зависимости „от контекста) и нажать кнопку ОК. Далее на экране появится панель Арр1у Р/М оа КРа назначения направления -,' и значения сосредоточенной силы Арр1у Р/М ов КРз (рис.
5.8). В данной панели ,::: в списке Гаь Оггесггоп о//огсе/тот следует выбрать требуемое направление силы (или момента сил). К.А.Басов. ЛУЯБ в а ииврах и задачах Рнс. 5.8. Панель Арр!у Р/М оп Кра В строке К4Б УЕ Рогсе/тотал! та)ив указывается значение силы или момента. Далее следует нажать кнопку Ол (или Арр(у, если требуется задать другие силы). То же самос из командной строки задается следующим образом: РК,2,рх', -1000. Это значит, что в точке )чз 2 приложена сосредоточенная сила в направлении оси У, значением — 1000 (в данном случае ньютонов). Приложение закреплений также описано в главе 4.
Разница заключается в том, что в точке М 1 запрещаются не только три перемещения, но и все повороты. Из командной строки это задается так: РК,1„0„0,А1Л.„„„ На этом приложение нагрузок закончено. Собственно выполнение расчета аналогично описанному в главе 4, и поэтому можно переходить непосредственно к просмотру результатов в препроцессоре. Просмотр резуиьтатов О просмотре деформированного состояния модели говорилось в главе 4.
Здесь, на рис. 5,9, приводится вид деформированного состояния модели. Для проверки решения можно воспользоваться формулами из курса «Сопротивление материалов». Максимальное перемещение по оси г' (то есть в направлении действующей силы) составляет (при Е = 2 х 10" Па), вычисленное по формулам составляет 2х 10 ' мм, а вычисленное при помощи МКЭ (для 10 конечных элементов) — 2,01х 10 ' мм. Графическое отображение результатов на экране осуществляется как из экранного, так н из выпадающего меню. Просматривать можно как узловые результаты, так и элементные. Вывод узловых результатов осуществляется следующим образом: из экранного меню Сепега) Р~м(ргос -» Иог КщпЫ -+ Сап!опт РЬ1-» )ч(сйа) Яо)п..., из выпадающего меню Р1о! ~ Кезп)!з -» Соп1овг Ио! -+ Хойй Во)вйоп...
Вывод элементных результатов осуществляется из экранного меню Сепепй Роз(ргос -> Р1о! Кезп)(з -» Сап!овг Ио! -+ Нещевг Во)п..., а из выпадающего меню Р!о! -» Кезв!Ы -» Соп!овг Ио( ~ Е1ев Яо1п((оп,. 60 Глава 5. Расчет на «рочность консольной балки ОХЗРЬАСЕИБИТ зтеР=1 за =1 тгмв=1 Рочесссарьгсл вглсвт-1 лчааз=нос 0504 =.202Е-03 Озск=241.913 ХЧ =1 ТУ =1 ХЧ =1 0199=. 429253 ХГ =-501859 ТГ =-.024931 5-00ГГЕХ Рис, б.й. Деформированное состояние балки Рис. 5.10. Панель Соп1оиг Иоба! Зо!Обоп 0а!а В случае вывода узловых результатов на экране появляется панель выбора :" типа просматриваемых узловых результатов Совтеаг 1(ееа) БО)абов 1)ан5, пред'ставленная на рнс.
5, 10. В этой панели можно выбрать для просмотра следующие группы результатов: ЗОРРО(иг!Ол — перемещения (как линейные, так и узловые в направлении трех осей); ° 5)гем — напряжения (осевые, касательные, главные, эквивалентные); ° 51га!и-Гота! — деформации и тд. б1 КА.Басов. АЛБУУ е преверах а задачах еооаь ЕОьотхон ВТЕР=1 вов =1 Т1ИЕ=1 вх ~лов авто=о Рааахохавьхаа егасет 1 атаев=мах ОНХ =.2ОЕЕ-ОЗ ВИЕ --.Ззов+Оз ВИХ ,370Е+07 †.37ОЕ+07 †.443Е+07 ".317Е407 †.1ЗОЕ+07 -взззго 633320 ,1ЗОЕ+О7 Е-Л :317е+07 .443Е+07 .37ОЕ+07 Рис.
5.11. Вид напряженного состояния балки В данном случае следует отметить напряжения в направлении оси Х и нажать на кнопку О . К ентов показан на Вид напряженного состояния балки (для 20 конечных элементов) по рис. 5.11. Здесь максимальные напряжения составляют 5,85х104 Па, в то время как эталонные, подсчитанные по формулам курса «Сопропавление материалов, составляют бх104 Па. Разница составляет 2„5%„что является вполне допустимым. Та же самая команда из командной строки вводится в следующем виде: Р144ВО$,В,Х,0,1. В афического просмотра элементных результатов возникает панель случае графичес Совтовг В1ешепг Яо!вйов 0авз, очень похожая на панель, предо а ую рис.
5.10, но без строки с перемещениями, Как представляется, на этом рассмотрение расчета консольной балки можно считать завершенным. Однако внимательный читатель может замеппь, что на рис. 5.7 приведена модель, состоящая из четырех элементов, на ри . с. 5.9 — из десяти, на рис. 5.11 — из двадцати. Действительно, в препроцессоре можно стереть существующую модель, изменить параметризацию линий, создать новые узлы и конечные элементы, заново провести расчет и просмотреть полученные результаты. Команда стирания элементов и узлов на линии осуществляется из экранного меню следующим образом: Ргергосеввог -4 С1еаг -4 аваев.
После этого вызова на экране появляется панель С!еаг Впее, очень похожая на панель Сгеазе Вив1001 Ыпе, показанную на рис. 5.5. Требуемьге линии указываются при помощи курсора. 3 чищенных от элементов и узлов линиях можно создавать новую атем на о параметризацию. Задавать заново атрибуты линий не тре устоя. луч нагрузки и закрепления прикладывались к точкам, а не к узлам, задавать их заново нет необхолнмости.
Создание расчетной модели и расчет на прочность пластины с центральным отверстием (задача Кирша) Геометрическая модель, используемая в дзп~юй главе, уже описывалась в главе 2. В данной главе будет рассмотрено решение той же задачи средствами МКЭ АХБУБ при помощи конечных элементов, описывающих плоское напряженное состояние материала. Здесь будут рассмотрены две геометрические модели, созлаваемые средствамн АигоСАГ): ° модель„содержащая прямые линии и дугу окружности; ° модель, содержащая прямые линии, дугу окружности и построенную по ним поверхность (объект гел(вл, также создаваемый средствами АптоСА()).
Для расчета будут применены конечные элементы 1 и П порядков. Последовательность действий сводится к следующему: 1, Создание геометрической модели средствами Ац(оСА(). 2. Передача построенной геометрической модели в прспроцессор МКЭ АХБУБ, 3. Окончательные работы по формированию геометрической модели, проводимые средствами МКЭ АХБА'Б.
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). Создание геометрической модели средствами Ао~оСА0 Геометрическая модель создается при помощи команд 1.1ХЕ, С1ЕСЬЕ и ТЕ1М. В результате на экране появляется замкнутая последовательность линий и дуг.
В случае если в прспроцессор МКЭ АХБг'Б передается поверхность, дополнительно следует применить команду Р),1ХЕ, после чего на экране появляется панель Воввдагу Сгеайов (рис. 6.1). В этой панели в списке 0(уесг гуре в качестве типа создаваемого объекта следует выбрать гел(ол (область), нажать иа кнопку Р(с(г Ролнж указатЬ КуРсором любую точку внутри контура и после возвращения на экран панели нажать кнопку ОК. В результате требуемый объект будет создан.