Басов К.А. - Ansys в примерах и задачах (1054000), страница 96
Текст из файла (страница 96)
7.б. Как представляется, перестроение модели для более точного учета напряжений в зоне концентрации пользователь в состоянии провести самостоятельно. Глава 7. Создание расчетных моделей и расчет на прочность тел враи4енил 5ЕСЧ (ЛЧ0! РО'.4есесьльесь еелсет45 ЛЧКЕЕ=Меч СНХ .557Е-03 5ИН =.407Е+09 5НХ =.9795+09 .4075+09 .4705+09 .5З45+09 .595Е+09 .6615+09 8"™ .725Е+09 ~--'З .7555+09 — .552Е+09 .915Е+09 .9795+09 Рис. 7.6. Распределение эквивалентных напряжений х Рис. 7.7. Геометрическая модель, собранная из нескольких отдельных поверхностей 0 о Рис. 7.8. РеГулярная сетка конечных элементов 77 а.А,Басов, АЖБУБв приме и заоачах Безусловно, сетку конечных элементов можно создавать и по-другому.
Для этого следует в геометрическую модель ввести несколько дополнительных линий и построить не одну общую поверхность сечения диска, а несколько прилегающих. Эти поверхности показаны на рнс. 7,7. При этом можно добиться того, что сетка конечных элементов будет иметь несколько более регулярный вид, подобно тому, как это представлено на рнс, 7.8, Создание расчетной модели и расчет на прочность балок и оболочек (на примере водонапорной башни) Геометрическая модель, используемая в данной главе, также создается средствами АщоСАО, Модель может состоять исключительно из отрезков прямых и дуг окружностей или включать в себя поверхности (объекты геягсл и йм(у).
В данной главе рассматривается решение задачи расчета конструкции, состояшей из поверхностей и прямых линий. На поверхностях будут построены конечные элементы оболочки, а на линиях — балочные конечные элементы. Конструкция будет нагружена собственным весом и гидростатическим давлением воды в баке. Для расчета оболочек могут быть применены конечные элементы как 1, так и П порядков. Как и в предыдущих случаях, последовательность действий сводится к следующему: 1. Создание геометрической модели средствами АигоСАО.
2. Передача построенной геометрической модели в препроцессор МКЭ АХВАЗ. 3. Окончательные работы по формированию геометрической модели, проводимые средствами МКЭ А1МБ т'Я, 4. Определение типа элемента, характеристик элемента и материала. 5. Создание сетки конечных элементов. б, Приложение нагрузок и закреплений, 7.
Выполнение расчета. 8. Просмотр результатов. 9. Изменение сетки КЭ и повторный расчет (при необходимости). Создание Геометрической модели средствами Аи~оСАР Геометрическая модель бака включает в себя ряд объектов: * типа зсЫ(собственно бак, представляющий из себя совокупность цилиндра и сферических верхней и нижней крышек); ° типа гелгсл (шпангоут бака); ° линии, которые в дальнейшем будут использованы для рамы водонапорной вышки. В ходе построения геометрической модели требуется выполнить следующие действия: 1.
Построить цилиндр с центром нижнего диаметра в точке (0,0), ралиусом 1 и высотой 1; КА.Басов. А)чБУБ в а иив ах и задачах 2. Построить сфе по е фару ц итру, находящемуся на оси цилиндра, и ко второй точке — квалранту верхнего торца цилиндра; 3. Рассечь сферу по плоскости верхнего торца цилиндра и уделить е нижее ниж- 4. Полученные объекты зеркально отразить относительно пло ХУ„ оскости точку (0,0,20); ре полученные твердые тела вверх по оси Е нз точки (0,0 О) в б. Построить и поднять фланец; 7. П остроить линии рамы; при этом использовать в качестве ве хних точ привязки квадранты цилиндра. честве верхних точек Рис, 8.1. Модель водонапорной башни, построенной средствами АШоСАО водонапорнойбашнн, состоящая исключительно нз отрезков прямых н дуг окружностей 80 Необходимо также упомянуть, что каждый подкос рамы состоит из ний, имеющих об коне ит из двух литальная линия, и едставля ая шую чную точку.
Из этой общей точки выходит гори р юшая собой связь между двумя соседними наклонны- торизонми подкосами рамы. Подводящая и отво ая наличии желания дяш трубы для упрощения задачи не моделируются. П и воображения пользователь вполне в состоянии воспроизвес- ри ти эти две трубы самостоятельно. Аналогично описанному выше, созданную средствами СА1) модель мож- но передать в формате 1ОЕЗ или в формате АС18.
Однако еле е внлу, что линии можно днако следует иметь в передать лишь в формате 1ОЕЗ. В случае если в препроцессор МКЭ передаются только линии, в препроцессоре потребуется построить поверхности, входящие в состав бака. Построенная модель показана на рис. 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 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; Рис. 8.5. Панель йеа) Сопа1ап1 при выборе характеристик КЗ оболечки 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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
