Басов К.А. - Ansys в примерах и задачах (1054000), страница 95
Текст из файла (страница 95)
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. АУБУБ в в ат и звдачак Определение типа элемента, характеристик элемента и материала Особого типа осесимметричного конечного элемента в МКЭ АИЯ г"3 нет. Однако путем подбора опций типа элемента плоский конечный элемент превращается в КЭ, описывающий осесимметричное напряженно-деформируемое состояние.
Поэтому выбор требуемого типа элемента выполняется в два этапа: 1. Выбор типа конечного элемента, описывающего плоское напряженное состояние, как зто показано на рис. 7.2 (в данном случае выбирается конечный элемент П порядка). Рис. 7.2. Панель 11Ьгагу о1 Нетеп1 Турез при выборе типа КЭ, пригодного для расчета осесимметричного НДС 2. Определение для выбранного типа КЭ опции «Осесимметричное напряженно-деформированное состояние», как зто показано на рнс. 7,3.
Рис. 7.3, Выбор опции «Осесимметричное НДС» для элемента РЕАНЕ82 Свойства материала определяются обычным, уже описанным вьппе способом, В данном случае для материала требуется задать молуль Юнга, коэффициент Пуассона и плотность. Глава 7. Создание расчетных моделей и расчет на прочность тел вращения Далее для построенной поверхности плоского поперечного сечения диска требуется определить тип материала и тип элемента (см. выше). Сетка конечных элементов также строится аналогично описанному выше. Приложение нагрузок и закреплений к моАели В данном случае требуется приложить ограничение на осевое перемещение (то есть в направлении оси г') и указать скорость вращения диска (в радианах в секунду).
Помимо этого можно указать контурную нагрузку, приложенную к линиям контура диска. Такая нагрузка соответствует давлению газов на диск и воздействиям, возникающим из-за наличия лопаток на диске (разумеется, если проводится расчет на прочность диска лопаточной машины, а не просто маховика). Прикладывать ограничения в направлении осн Х (то есть по радиусу) в данном случае не обязательно„но при расчете реального диска (нли маховика) точки приложения закреплений и их количество определяются конструктивным исполнением реальной детали нли узла. Закрепления лучше прикладывать в геометрических точках, а не в узлах, поскольку при изменении модели (вызванном, в частности, изменением числа элементов по линиям закрепления) приложенные в узлах закрепления будут удаляться. Определение скорости вращения диска осуществляется командамн экранного меню Ргергоееиюг -+ Улшйз-Арр)у -+ О(йег -+ Авйв)аг Уе)осйу...
После этого на экране возникает панель Арр)у Авйв)аг те)осйу (рис. 7,4). В полях этой панели задаются скорости вращения вокруг осей Х, У и л,. В данном случае следует указшь скорость вращения вокруг оси У в радианах в секунду поскольку именно она является осью вращения. Рис. 7.4. Панель Арр!у Апйи!аг Че!оспу Из командной строки та же самая скорость вращения задается в виде ОМВОА,0, И00,0,0.
Если контурная нагрузка не прикладывается, на этом задание нагрузок и закреплений завершено. КА.Басов. АУЯБ в примерах и задачах В случае если к модели прикладывается распределенная контурная нагрузка, она должна иметь размерность «Сила/длина», то есть в системе единиц СИ— размерность Н/м. При этом учитывается вся нагрузка, приходящаяся на тело, а не на 1 радиан или градус дуги.
В случае если к модели прикладывается сосредоточенная сила (например, осевая), то она должна иметь в системе единиц СИ иметь размерность Н. При этом также прикладывается нагрузка, приходящаяся на все тело. Выполнение расчета, просмотр и анализ результатов После создания сетки конечных элементов и приложения нагрузок следует выполнить операцию перенумерования узлов с целью уменьшения полуширины матрицы жесткости. В результате выполнения всех операций сетка конечных элементов имеет такой внд, как на рис.
7.5 (количество элементов на отдельных линиях зависит, разумеется, от пользователя). Рнс. 7.5. Построенная сетка конечных элементов Далее следует запустить расчет, что выполняется командами экранного меню Яо1в(1оп -+ Бо)те-Свзтевг 1 Б. После вьшолнения расчета в постпроцессоре можно просмотреть результаты расчета. В препроцессоре можно также просмотреть вид деформированной конструкции, распределение перемещений и напряжений. В частности, при задании скорости вращения диска и контурной нагрузки, имитирующей влияние лопаток, распределение эквивалентных напряжений выглядит так, как показано на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
