МУ Ansys (1247045), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Задание силовых и кинематических граничных условий.Выбор возможных граничных условий можно осуществить в пункте Insertконтекстного меню ветви Environment68В модели следует использовать следующие кинематические граничныеусловияFrictionless Support – по обеим боковым поверхностям сечения для задания условий цикловой симметрииCompression Only Support – по опорной поверхности крышки для имитации контакта с корпусом матрицыFixed Support – по нижней поверхности стержня болта для имитации егожесткого закрепления в теле корпуса матрицыВ качестве силовых граничных условий следует выбрать:Pressure = 6 МПа – на всех поверхностях на которые действует давлениежидкостиBolt = 2000N – предварительная нагрузка на болт, имитирующая его затяжку (прикладывается к цилиндрической поверхности)Порядок задания граничных условий: выбрать необходимое граничное условие из контекстного меню указателем мыши выбрать нужную поверхность (при выборе нескольких поверхностей держать нажатой клавишу Ctrl).
Для выбора скрытой69поверхности можно скрыть (Hide) затеняющие тела, используя контекстное меню тела в ветви Geometry дерева проекта нажать Apply в строке Geometry раздела Scope свойств граничногоусловия при необходимости (для Bolt и Pressure) задать нужные численныезначения4. Расчет4.1. Задание необходимых выходных параметров (результатов) расчетаДля начала расчета необходимо задать хотя бы один выходной параметр.
Вдальнейшем можно добавить дополнительные выходные параметры, непроводя расчета заново.Выбор возможных выходных параметров можно осуществить в пункте Insert контекстного меню ветви Solution. Для этого достаточно щелкнуть левой клавишей мыши по нужному подпункту. На рисунке, приведенном ниже, показан возможный выбор выходных результатов расчета по напряжениям.Наибольший интерес представляют эквивалентные напряжения по Мизесу(Equivalent) и ошибка в расчете напряжений (Error). Последняя позволяетпроанализировать качество сетки. Ошибка вычисления напряжений оценивается по разнице между действительно вычисленным напряжением в элементе и напряжением, вычисленным на основе осреднения результатов всоседних элементах (ошибка переводится в энергетический эквивалент).Если в каком либо элементе ошибка резко отличается в большую сторону,то это означает, что сетка КЭ в этом месте не рациональна.Выберите следующие выходные параметры: Эквивалентные напряжения по Мизесу (<Solution> – Insert – Stress –[Equivalent]) Ошибка в определении напряжений (<Solution> – Insert – Stress – [Error])70 Эквивалентные пластические деформации (<Solution> – Insert – Strain– [Equivalent Plastic]) Перемещения в направлении оси y (<Solution> – Insert – Deformation –[Directional] – указать Orientation Y Axis в разделе Orientation ветвиDefinition окна Details of “Directional Deformation”)4.2.
Выполнение расчетаДля выполнения расчета достаточно нажать экранную кнопку Solve контекстного меню ветви Solution.При выполнении расчета может появиться предупреждение:One or more bodies may be underconsrained and experiencing rigidbody motion. Weak springs have been added to attain a solution…(Возможно одно или несколько тел недостаточно закреплены и испытывают перемещение как жесткое целое. Для достижения решения добавленыслабые пружины.)Причиной появления предупреждения является то, что крышка формальноне закреплена от вертикальных перемещений. Вертикальным перемещениям препятствует только контакт с головкой болта. Если реакции слабыхпружин малы (см.
[Environment] – Details of Environment – Weak SpringsReaction Force) то перемещения тела как жесткого тела отсутствуют.Автоматическое добавление слабых пружин можно отключить ([Solution] –Details of Solution – Options – Weak Springs – Off)5. Просмотр результатов и корректировка моделиДля просмотра результатов расчета достаточно щелкнуть левой клавишей мыши по нужному результату в ветви Solve.5.1.
Определите, в каких элементах ошибка в вычислении напряженийнаибольшая (Solution – Structural Error). Попытайтесь улучшить сетку вэтом месте, уменьшая величину элементов на проблемных поверхностях до20…30 мм (<Mesh> – Insert – [Sizing] – выбор поверхности – Detail ofSizing – Geometry – [Apply] – Element Size – {ввод размера элемента} –<Mesh> – [Preview Mesh]) с последующим расчетом. Сравните ошибку.5.2. Убедитесь, что в модели появились пластические деформации (Solution –Equivalent Plastic Strain). Уточнение величины пластических деформацийв данной модели не имеет смысла, т.к. для ликвидации сингулярности в месте перехода от ребра жесткости к стенке необходимо ввести малый радиус, а учебная версия накладывает ограничения на количество элементов.5.3.
Определите напряжения и деформации в сечениях конструкции. Для этогосначала отобразите вид сверху (контекстное меню графической областиэкрана – View – [Top]) выберите инструмент [ ] Draw Slice Plan (начертить сечения) на панели инструментов. Курсор примет вид плоскости.71 начертите след линии сечения на горизонтальной плоскости, для чегопоместите курсор мыши в первую точку линии и нажмите левую клавишу, затем протащите курсор во вторую точку следа и нажмите левуюклавишу мыши. Постарайтесь провести одно сечение через ось симметрии и ось болта, а второе сечение – перпендикулярно первому. перейдите к изометрическому представлению конструкции измените положение и вид сечений, воспользовавшись инструментом[ ] Edit Planes (редактирование сечений).5.4.
Определите пластические деформации и напряжения в стяжном болте. дляэтого сначала погасите отображение крышки (Geometry – <Cover> –[Hide Body])5.5. Определите контактные напряжения под головкой болта и состояние контакта крышки с матрицей. Для этого добавьте в дерево проекта ветвь Contact Tool (<Solution> – Insert – [Contact Tool]). Обратите внимание назнак вопроса, изображенный рядом с ветвью. Необходимо задать поверхности, для которых будут отображаться результаты Выделите ветвь Contact Tool щелчком мыши Выделите щелчком мыши поверхность крышки под головкой болта иопорную поверхность крышки в месте контакта с матрицей (для последовательного выделения нескольких поверхностей держите нажатойклавишу Ctrl, вращать модель удобно нажимая на колесико мыши).
Выделенные поверхности изменят цвет. Нажмите экранную кнопку Apply в разделе Geometry окна Detail of“Contact Tool”. Добавьте результаты Pressure (давление) и Gap (зазор) в ветвь ContactTool (<Contact Tool> – Insert – [Pressure], <Contact Tool> – Insert –[Gap]). Выполните расчет. Обратите внимание, что расчет фактически не производится, выполняется только отображение добавленных результатов.6.
Завершите работу72Список рекомендуемой литературы:1. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975. – 541 с.2. Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация: Пер. с англ. М.: Мир, 1986. - 318 с.3. Галагер Р. Метод конечных элементов. Основы: Пер. с англ. - М.: Мир,1984. - 428 с.4. Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных элементов:Справочник / В.И.Мяченков, В.П.Мальцев, В.П.Майборода и др.
- М.: Машиностроение, 1989. - 520 с.5. Курков С.В. Метод конечных элементов в задачах динамики механизмов иприводов. - Спб: Политехника, 1991. - 224 с.6. Теория пластических деформаций металлов //Е.П.Унксов, У.Джонсон,В.Л.Колмогоров и др.; Под ред.
Е.П.Унксова, А.Г.Овчинникова. – М.: Машиностроение, 1983. - 598 с. (раздел 4. Х.Кудо. Метод конечного элемента)7. Теория ковки и штамповки: Учебное пособие для студентов машиностроительных и металлургических специальностей вузов // Е.П.Унксов,У.Джонсон, В.Л.Колмогоров и др.; Под ред. Е.П.Унксова, А.Г.Овчинникова.– М.: Машиностроение, 1992. - 720 с. (глава 2.2. В.М.Сегал. Метод конечных элементов)8. Басов К.А. Ansys в примерах и задачах – М.: КомпьютерПресс, 2002.
– 224с.9. Огородникова О.М. ANSYS Workbench – Первое знакомство с расчетами.Препроцессинг и генерация конечноэлементной сетки. Статический конструкционный анализ. –Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2009 –http://cae.ustu.ru/download/download.htm10.Kent L.Lawrence ANSYS Workbench Tutorial – SDC Publication, 2006. – 227p.73ANSYS/Multiphysics, самый мощный, многоцелевой продукт компании, представляет собойпрограммное средство анализа для широкого круга инженерных дисциплин, которое позволяетпроводить расчетные исследования не только в таких отдельных областях знания, как прочность, распространение тепла, механика жидкостей и газов или электромагнетизм, но и решатьсвязанные задачи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
