Басов К.А. - Ansys в примерах и задачах (1054000), страница 9
Текст из файла (страница 9)
9. Проведение расчета вызывается переходом в раздел Яевийк Этот раздел включает три кнопки граФического просмотра результатов (расположены сверху), кнопку сохранения файла Луе, кнопку просмотра результатов в точке а~ Ротг, и кношсу просмотра нумерации узлов. Нажатие левой верхней кнопки приводит к вызову диалоговой панели рисования результатов (напряжений и перемещений) РВА 2 — йюйвев ()змиааз). Зта панель показана на рис.
1.3. В разделе Яееийз можно выбрать графический вывод следующих результатов расчета: ° )гоп йймз яызмз — эквивалент- ные напряжения по фон Мизесу; ° Яггеве и Х вЂ” ахи — осевые на- пряжения в направлении оси Х; ° Яггеее ~и у — ахи — осевые на- пряжения в направлении оси У; * Ятгеев (п У вЂ” ахйа — осевые напряжения в направлении оси Х (только для случая плоского деформированного состояния); ° ойеаг отгевмз — касательные напряжения; ° д)вр!асеевой — перемещения, В разделе бгарйс Яергевепгайоп можно выбрать тип представления результатов: изолинии (левая кнопка) и со сплошной заливкой (правая кнопка). Назначение признака Яе~ 1пмггаи Аилппалсаау влечет за собой появление особой панели настройки цветов для графического представления результатов.
Рлоеа 1. Расчегн консольной балки ест нным менюдом конечных элеменаое Кнопка ОХ вызывает отрисовку требуемого изображения на экране. При этом в командной строке появляется сообщение (в данном случае — при изображении эквивалентных напряжений): он Мйее 1еоогеоз — йгогй(ай...
и запросы: Брес(гу болеро(яг <Еегигл =' 1и йоилнегу>: (Укажите базовую точку для вставки изображения <нажатие клавиши Енгег вызовет появление изображения внутри контура исследуемой детали>) Я)мс(гу йиегг1оя Ро(яп (Укажите вторую точку вставки — разница между двумя этими точками определяет расстояние между контуром рассчитываемой детали и положением изображения напряжений и деформаций) Ярос()Р 1игегг(он Ройгп (Укажите точку вставки для подписи) <Яепггя >." Кнопки на панели РЕА 21) — 1зойвез (1зоагеаз) позволяют: ° Ди(1 — вызвать закрытие текущей панели; * .
Соосе1 — прекратить работу программы МКЭ вообще; ° )Уе(Р— вызвать справку. Аналогично можно просмотреть главные напряжения (панель РЕА 31) — Ма(в Зычна) и вид деформированной летали (панель РЕА 10 — В(зр!асевевг). Нажатие кнопки аг Ро1нг позволяет просмотреть результаты расчета в указанной пользователем точке. При этом в командной строке появляются запрос: Яресру Ро(нг <Лепин>: (Укажите точку), сообщение: Вьгй(ня...
и следующая информация: Нажатие кнопки Рйе... позволяет определить текстовый файл, в который будет занесена информация о полученных результатах. Информация, содержащаяся в данном файле, будет иметь следующий вид: 15 КА.Басов. АФХУБ в п имв а задачах В конце файла приводятся максимальные и минимальные значения напряжений и перемещений по всей детали: 1) =РР/(ЗЕ1) где: Р = 100 Н; В 210 000 Н/мм', Ь=Ь= 10мм; 1= 833. 1 = 100 мм; 1=ЬЬэ/12; 1б Нажатие кнопки Мобе МшпЬепп8 вызовет появление на экране сетки КЭ с номерамн узлов, как зто показано на рис. 1.4. В результате действий, описанных выше, на экране появляется объекты, имеющие такой вид, как на рис.
1.5. На этом ри- Рис. 1.4. Пример нумерации узлов сунке показано распределение осевых напряжений и вид деформированного состояния в консольной балке. Необходимо указать: если панель РЕА 2Р— Са)еа)айова в результате каких- либо нечаянных действий пользователя (например„случайно нажата кнопка приложения усилий) исчезла, следует нажать клавишу Епгвг и вернуться в панель. В заюпочение необходимо проверить точность полученного решения, используя формулы из курса «Сопротивление материалов», Максимальное перемещение: Хлава У. Расчет консольной балки встроенным методом конечных элементов 100 1я1 Вивлвтибй 1г 100 1й1 Рис. 1.6.
Графическоепредставлениеполученныхрезультатов 17 = 100х101Р/(3х033х210000) = 0,1905 ми Расчетное значение перемещения составляет 11„= 0,1918 мм. Разница перемещений не превосходит 0,7%. Максимальное напряжение: о„Р1/0У где: % = ЬЬ'/б 1бб,7; о боя/ 2, 17 КА.Басов. АР/БУХ е примерах а задачах В то же время расчетное значение напряжений составляет 59,5 Н/мм' (растяжение, в верхней точке заделки) н бу„б4 Н/мм' (сжатие, в нижней точке заделки), то есть расхождение напряжений превышает 10%. Эта разница обусловлена различием закреплений данной исследуемой балки и балки, изучаемой в курсе' «Сопротивление материалов«.
В данном случае не выполнена гипотеза прямой нормали, на которой основана теория балок. Помещение вертикального закрепления в середину заделанного ребра влечет з» собой уменьшения напряжений как растяжения, так и сжатия н приводит к тому, что максимальные напряжения у„становятся равными 60,5 Н/мм'. Таким образом, разница напряжений, вычисленных при помощи МКЭ и определяемых по формулам курса «Сопротивление материалов>, становится меньше 1%. Данный пример показывает, что внешне сравнительно небольшое изменение граничных условий задачи (в данном случае — закреплений расчетной модели) может повлечь за собой существенное изменение результатов.
Расчет пластины с центральным отверстием встроенным методом конечных элементов Ао1оСА0 Меспап!са! Розг РасК Для второго примера применения МКЭ выбрана пластина с центральным отверстием, изучаемая обычно в курсе «Теория упругости», Эта задача в специальных курсах называется задачей Кирша, Анахнпгтеское решение данной задачи приведено в справочнике Биргера И.А., Шорра Б.Ф., Иосилевича Г.Б. »Расчет на прочность деталей машин» (М., Машиностроение, 1993), с.
511 и далее. В данном случае нет необходимости считать пластину целиком, достаточно вырезать из нее четверть с дугой окружности 90' и приложить симметричные граничные условия, в имитирующие.удаленные части пластины. Вид расчетной модели йоказан на рнс. 2.1. Данная модель строится средствами Ав(оСАО при помощи следующей последовательности команд (приведено содержимое текстового окна): Рис.
2.1. Вид расчетной модели пластины с отверстием Точки А и В, указанные на рнс. 2.1, яюппотся характерными точками расчетной модели, поскольку в них известно значение напряжений на контуре отверстия. Далее из выпадающего меню вызывается программа МКЭ: Сов(ее( -+ Са(св)айова -+ РВА или из командной строки (аш(еа2й). КА.Басса.
АЛИЛУЯ а л е и задачах Рис. 2.2. Расчетная модель пластины с приложенными нагрузками и закреплениями я, согласующего- угости, следует за- 20 Панель РВА 21) Са(св)айова уже описана в предыдущей главе, и поэтому ее вил здесь не приводится. После приложения двух скользящих закреплений (то есть набора шарниров по линии) и давления по линии(распределенная нагрузка, величина которой принята равной — е.
1О Н/мм) расчетная модель должна иметь такой вид, как на рис. 2.2. Еще раз необходимо обратить внимание, что контур модели необходимо обходить протяв часовой стрелки. Этот навык при работе с описываемой программой желательно довестн до автоматизма.
Далее следует задать материал и толщину пластины. При этом можно задать любой материал из списка сушествующих, а толщину пластины принять равной 1О мм. Вид напряжен- но-деформированного состояния принят плоским напряженным. Длину ребра конечного элемента принять равной 10 мм. После всех описанных действий пан РКА 21)— Са)св)айова имеет такой вид, как на рис. 2.3, а сама сетка конечных элементов — как на рис.
2.4. Далее следует получить решение, как это уже было описано в главе 1 (путем перехода в раздел просмотра решения). Поскольку целью данной главы является получение решени ся с известным решением, полученного методами теории упр Раааа 2 Расчет властовы с центраеъным отве тием встроенным неводом нонечнеа мементов помнить число узлов мОдели И НаПРЯжЕНИЯ О„н аеВ тОЧ- ках А и В соответственно. Поэтому следует вернуться в панель РЕА 2Р— ф СЛ1ев)айова и в разделе Мевй последовательно изменять длину ребра КЭ до 5, 2 и 1 мм (последнее рекомендуется только для компьютеров класса Р П1 с тактовой частотой ~Я 800 МГц и оперативной памятью 25б Мбайт и выше). Уничтожать предыдущее решение не требуется, поскольку таковое исчезает при новом построении сетки КЭ.
е ~иИ При выполнении данной серии расчетов следует обра- Рис. 2 4. Сетка конечных элементов с шагом 10 мм тить внимание на изменение времени расчета модели, потребление ресурсов компъютера и на размер получаемого файла АцгоСА1) ('лещ). Как видно из результатов серии расчетов, наиболее точные результаты получаются при минимальном разыере конечного элемента.
Однако при этом наиболее точному решению соответствуют максимальное время счета и максимальный размер файла резулътатов. Наряду с общим сгущением сетки конечных элементов еще одной возможностью улучшения точности решения является локальное сгущение сетки КЭ в зонах с увеличенными градиентами напряжений. Для этого следует снова построить сетку с шагом 10 мм. Далее следует перейти в раздел йеЯниел и последовательно сгущать сетку в зонах, прилегающих к дуге окружности, на которой реализуется концентрация напряжений.
При этом рекомендуется сгустить сетку следующим образом (используя правую кнопку данного раздела и вводя коэффициент сгущения в псле Маниаб: ° в прямоугольнике, построенном по точкам ( — 5, — 5) и (70, 70) в 2 раза; ° в прямоугольнике, построенном по точкам ( — 5, -5) и (40, 40) в 4 раза; ° в прямоугольнике, построенном по точкам ( — 5, -5) и (20, 20) в 10 раз.
На основе четырех проведенных расчетов (равномерная сетка с шахом 1 мм не учитывается) можно составить сводную таблипу полученных результатов (табл. 2.1). Таблица 2Л Разумеется, данную таблицу можно дополнить затраченным временем счета и размером получаемого файла, но, как представляется, пользователь может сделать это самостоятельно. 21 КА.Ьатв. А1ЧБУЯв и име и задачах ~56а(йф~ ачь Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
