Рыбников Patran_p2 (780645), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Нажать клавишу аксонометрического изображения и закрашивания модели.1.3. Создаем конечноэлементную модель балки.ElementsAction: CreateObject: MeshyxzP(t)P(t)600200 H100а)50-31,25 10б)Рис. 65. Модель консольной балки (а) иприкладываемое возмущение (б)– 127 –t, cMSC.Software CorporationТелефоны: (095) 363-06-83, 254-57-10Type: SurfaceElem Shape: Quad (форма элемента)Mesher: IsoMeshTopology: Quad 4В окно Surface List ввести с помощью мыши обозначения поверхностей балки предварительно нажав кнопку Shift. Размер ребра конечного элемента принять по умолчанию, для этого не снимать флажокAutomatic Calculation в разделе Global Egge Length.
Выполнить процедуру Equivalence , чтобы связать смежные узлы конечных элементов, сдопуском Equivalencing Tolerance по умолчанию.Выполнить процедуру Optimize, сократив таким образом ширинуленты матрицы жесткости элементов.1.4. Зададим тип материала для конечных элементов.MaterialsAction: CreateObject: IsotropicMethod: Manual InputДалее необходимо ввести имя материала из библиотеки материалов, которая находится в строке главного меню в разделе Utilities.
Нажатьпоследовательно кнопки, указанные в строке: Utilities/Materials/MaterialSession File Library.В открывшейся панели со списком материалов выбратьSteel_iso_SI (сталь с параметрами, выраженными в системе единиц СИ) инажать Apply.В открывшейся панели в окне Existing Materials указать мышьюназвание стали, откроется панель, в которой будут указаны параметры материала, т.е.
модуль упругости (Elastic Modulus), коэффициент Пуассона(Poisson Ratio), плотность материала (Density), коэффициент температурного расширения (Thermal Expans. Coeff). Нажать ОК на этой панели.В предыдущей панели в окне Materials Name появится имя материала – проверить и нажать Apply.Присвоить конечным элементам свойства этого материала.PropertiesAction: CreateObject: 3DType: SolidВ окне Property Set Name ввести имя свойств, например:prop_beam. Нажать кнопку Input Properties, откроется панель с этимименем, необходимо в окне Material Property Sets указать мышью на– 128 –MSC.Software CorporationТелефоны: (095) 363-06-83, 254-57-10MSC.Software CorporationТелефоны: (095) 363-06-83, 254-57-10звание материала: Steel_iso_SI и это имя появится в строке MaterialName, нажать ОК.В панели Properties в окно Select Members (выбрать объекты)ввести с помощью мыши, указав на экране балку, имя балки: Solid 1.
Затем нажать Add, чтобы перевести имя Solid 1 в окно Application Regionи нажать Apply. Таким образом материальные свойства присвоены балке.1.5. Зададим граничные условия на балке.Loads/BCSAction: CreateObject: DisplacementType: NodalВ окно New Set Name ввести имя файла граничных условий, например fix и нажать Input Data.
В открывшейся панели ввести граничныеусловия в панели Translation (перемещения) <0, 0, 0> и <0, 0, 0>, чтосоответствует закреплению какого – либо геометрического объекта пошести координатам. Нажать ОК и в появившейся панели нажать кнопкуSelect Application Region (Выбрать закрепляемый элемент геометрического объекта).
Откроется панель, в окне Select Geometry Entities указать закрепляемый элемент геометрического объекта (балки). По умолчанию в верхней части панели в разделе Geometry Filter (геометрическийфильтр) выделено Geometry (закрепляется геометрический элемент объекта). Можно нажать клавишу FEM (закрепляются элементы конечноэлементной модели).Будем закреплять геометрический элемент модели, для этого предварительно в панели геометрических элементов включить значок Surface(поверхность) и тогда при передвижении мыши по модели будут выделяться ее поверхности.
Выделить вертикальную торцевую поверхность согласно заданию и нажать кнопку, Add, ОК, и затем Apply на панелиLoads/BCS.На экране на модели появляются условные изображения закреплений выбранной поверхности.1.6. Создадим вариант нагрузки, зависящей от времени t с именем Loadcase_1. Нажмем на кнопку Load Ca… на главной прикладнойпанели MSC.Patran. В открывшейся панели задаем в строке Load CaseName имя варианта нагрузки: Loadcase_1. Нажмем кнопку под названием Load Case Type (тип нагрузки) и изменим ее значение на Time Dependent (зависимость от времени), Apply.Создадим таблицу зависимости текущих значений прикладываемой к балке импульсной силы от времени. Вид и параметры импульснойсилы приведены в исходных данных.Нажмем кнопкуFields (таблицы)Action: CreateObject: Non_Spatial (не пространственный)Method: Tabular Input (ввод в виде таблицы)Зададим название таблицы Load_time в строке Field Name.
Вразделе Scalar Field Type включим кнопку Real, указав, что данные втаблице состоят из действительных (не комплексных) чисел.В разделе Table Definition (Active Independent Variables) (независимые переменные) отметить скобкой Time (t), т.к. будет заданафункция времени. Нажать кнопку Input Data (ввод данных), появится таблица из трех колонок: номер по порядку – первая, Time (t) – вторая иValue (значение функции) – третья. Ввод данных осуществляется черезстроку Input Scalar Data (ввод скалярных данных). Предварительно нужно щелкнуть по тому месту в колонке, в которое будет введено числовоезначение, набрать это значение в строке ввода и нажать ОК.Удобно ввести все данные сначала в одну колонку (например, значение независимой переменной), а затем все значения функции в другуюколонку. Если имеется математическое выражение нагрузки в функциивремени, то можно нажать кнопку Map Function to Table…(записатьфункцию в таблицу).
Откроется панель в которой имеется строка для вводаPCL,например:функции,записаннойпоправиламязыка 3.1415⋅' t 2000 ⋅ cos r . 0,00125 гдеcos r – означает, что косинус будет вычисляться от аргумента,выраженного в радианах;' t – независимая переменная обозначается предшествующим апострофом.Затем вводятся начало изменения независимой переменной t встроку Start Time, например ноль и конечное значение времени EndTime – 0,00125, а также количество расчетных точек Number of Points,например 30 (по умолчанию). Если количество расчетных точек необходимо больше 30, то нужно на основной панели нажать кнопку [Options…]и ввести в строку Maximum Number of t число точек и нажать ОК.После задания параметров в таблицу Map Function to Table, необходимо нажать Apply и в таблице появятся рассчитанные значенияфункции, чтобы сохранить их необходимо на панели таблицы нажать ОК.Для того, чтобы просмотреть график заданной функции необходимо в строке Actions поставить Show (показать), выделить в окне Select– 129 –– 130 –MSC.Software CorporationТелефоны: (095) 363-06-83, 254-57-10Field To Show имя файла с таблицей, затем нажать кнопку SpecifyRange… (задать диапазон изменения независимой переменной t ), откроется табличка Specify Range (указать диапазон), в которой необходимопоставить скобку в окне Use Existing Points (использовать имеющиесяточки) и нажать ОК.
Далее необходимо установить в окне Post XY Plotскобку (показать XY график), нажать Unpost Current XY Window и нажать Apply. Появится на экране таблица с числовыми данными и графикфункции.В нашем случае в таблицу были введены данные вручную, описанным выше способом с шагом по времени 0,000125 сек.На рис. 66 показана балка с закреплениями, место приложения импульсной силы и график изменения этой силы, полученный описаннымспособом.MSC.Software CorporationТелефоны: (095) 363-06-83, 254-57-10Рис.
66. Решение задачи по балке с закреплениями1.7. Зададим нагрузку прикладываемую к балке в заданной точке.Откроем панельLoads/BCSAction: CreateObject: ForceType: NodalЗатем в разделе панели под названием Current Load Case: должно быть название текущего блока нагрузок, который был открыт при задании варианта нагрузок (см. п. 1.6). Тип нагрузок Type: Time Dependent.В окно New Set Name вводим имя файла нагрузок, например Load_impи нажимаем кнопку Input Data… .
В появившемся окне в раздел Forceввести <0, –1, 0>, что означает ввод единичной силы в отрицательном направлении оси y .Поскольку эта сила будет изменяться во времени по закону, который был задан табличным способом и сохранен в файле Load_time, тоэтот файл должен быть указан в строке правой панели под названием∗ Time/Freq.Dependence.ДляэтогонеобходимовокнеTime/Freq.Dependence Fields (таблицы зависимостей от времени и частоты) найти название файла с таблицей Load_time и щелкнуть по немумышью. Вверху в строке появится выражение f: Load_time.
Это означает,что сила, показанная в окне Spatiale Dependence (зависимость в пространстве) будет умножаться (знак ∗) на значения силы, заданные в таблице Load_time. Таким образом будет моделироваться изменяемая во времени нагрузка.Заметим, что поле таблицы под названием Spatial Fields (таблицы пространственных зависимостей сил) пустое, т.к. по условию задачинагрузка изменяется только во времени. Нажимаем ОК, чтобы сохранитьинформацию.Изменяемую силу нужно приложить по заданию в верхний левыйугол балки.
Для этого нужно нажать Select Application Region… .Включить Geometry Filter FEM, проверить: на панели геометрическихобъектов должен быть включен значок Node. С помощью мыши выделитьузел (Node) на изображении балки на экране, так чтобы в строке SelectNodes появился номер узла, к которому будет приложена сила. На экранена балке появится номер этого узла (Node 164). Нажать Add, OK иApply.1.8.
Создаем блок нагрузок и граничных условий (закрепленийбалок).– 131 –– 132 –MSC.Software CorporationТелефоны: (095) 363-06-83, 254-57-10MSC.Software CorporationТелефоны: (095) 363-06-83, 254-57-10Нажать кнопку Load Cases. В открывшейся панели ввести встроку Load Case Name имя блока, которое было уже введено при выполнении пункта 1.6, нажать кнопку Assign/Prioritize Loads/BCs в открывшейся панели в окне Load/BCs Selection выбрать необходимыефайлы нагрузок и закреплений для варианта задачи (в принципе этих файлов может быть несколько), щелкнув по названиям левой кнопкой мыши.В окне Assigned Loads/BCs (назначенные нагрузки и закрепления) появятся названия выбранных файлов. Для данной задачи таких файлов должно быть два: fix – граничные условия закрепления балки (см.пункт 1.5) и Load-imp – файл с единичной силой, приложенной в узлебалки (см.
пункт 1.7). Нажать ОК, Apply.1.9. Решение задачи. Нажать кнопкуAnalysisAction: AnalyzeObject: Entire ModelMethod: Full RunВ строке Job Name (имя задания) должно быть имя базы данных:beam1 (см. п. 1.1).Открываем панельTranslation ParametersData Output: XDB OnlyOKОткрываем панель Solution Type и в ней ставим метку противTransient Response.Formulation: Modal (модальный).Solution Parameters, в открывшейся панели нажимаем кнопку Eigenvalue Extraction и в строке Number of Desired Root (количествотребуемых корней (собственных частот)) = установить такое количество,которое даст решение приближающееся к точному.
В нашем случае оносоставляет 10 частот, которое принято по умолчанию. Нажать ОК и длявыхода из Solution Parameters нажать OK, и для выхода из SolutionType, OK. Нажимаем кнопку Subcase. В открывшейся панели выполнимследующее:1) Из окна Available Subcases путем щелчка мыши перенесемназвание файла Loadcase_1 в строку Subcase Name.2) В разделе Subcase Options нажать Subcase Parameters. Впоявившейся панели задать параметры решения (TransientResponse Solition Parameters):.Определить шаг интегрирования по времени (DefineTime Steps).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
