Рыбников Patran_p2 (780645), страница 3
Текст из файла (страница 3)
«Соединение» модели с оставшейся конструкцией реализуется соответствующими граничными условиями.8. Использовать тестовые модели.Один из наиболее полезных и сохраняющих время методов в применении метода конечного элементов – это использование небольших тестовых моделей. Эти численные эксперименты дают возможность получитьценные данные в понимании поведения конечных элементов, освоить технику моделирования, оценить чувствительность результатов при изменении размеров конечно-элементной сетки и других ключевых вопросов, относящихся к моделированию. Даже простейший метод MSC.Nastran можетбыть изучен и протестирован на простой модели (лучше, если для этоймодели есть теоретическое решение).Ключевой момент при моделировании состоит в том, что новый методникогда не следует изучать на больших, дорогих, коммерческих моделях.Вторая фундаментальная причина использования тестовых моделейвозникает тогда, когда невозможно предсказать общее поведение конструкции – критическое её поведение, и не имеется рациональной базы длядетального проектирования конструкции.– 13 –– 14 –MSC.Software CorporationТелефоны: (095) 363-06-83, 254-57-10MSC.Software CorporationЭто бывает тогда, когда невозможно привлечь экспериментальныеданные или поведение конструкции слишком сложное, чтобы можно былопривлечь инженерную интуицию.
В таких случаях единственной стратегией является построение грубой модели (используя несколько элементов справильной нагрузкой и начальными условиями) для получения данных оприближенном поведении конструкции.В результате исследования этой модели выбирают конечные элементы и области конструкции, которые должны быть промоделированы подробно.
Когда имеются сомнения всегда лучшее начало – это начать с простой, грубой модели.Обозначения, используемые в текстах руководств и программSID – Load set identification number, номер соответствующийблоку (set) задаваемых нагрузок.CID – Coordinate system identification number, номер для распознавания координатной системы.EID – Element identification number, номер для распознавания конечных элементов.PID – Property identification number, номер для распознаванияприсваиваемых свойств элементам.MCID – Material coordinate identification number, номер координатной системы, в котором задаются направления изменения свойств материала.ID – grid point identification number, номер узловой точки конечного элемента.CP – Identification number of coordinate system for grid point,номер координатной системы для узла конечного элемента.CD – идентификационный номер координатной систем, в которой дляузла (grid point) определены перемещения, степени свободы, закрепленияи вектор решения.PS – постоянное одноточечное закрепление, соответствующее узлу.SEID – суперэлементное идентификационное число (номер).Каждый узел имеет ссылку на две координатные системы.
Одна ссылка используется для координатной системы, в которой задаётся расположение узла (CP), а другая – для координатной системы, определяющейперемещения узла (СD). Эта координатная система определяет направления смещения, закреплений и реактивных сил от других взаимодействующих узлов.– 15 –Телефоны: (095) 363-06-83, 254-57-10z5214y3а)6xб)Рис. 3. Базовая (а) и локальная (б) системы координатБазовая координатная система (по умолчанию) обозначается нулемили пробелом в СР и CD полях.
CD и СР не должны быть одной и той жесистемой.x1 , x2 , x3 имеют следующие значения для разных систем координат,см. таблицу 1.SPC – single point constraints, одноточечные закрепления. Используются для создания граничных условий для рассматриваемой модели.SID – идентификационный номер блока SPC.RID – идентификационный номер координатной системы, которая определена независимо от какой-либо координатной системы.Если RID=0, то используется базовая координатная система.В каждой координатной системе углы вводятся в град., выводятся угловые перемещения в радианах.Каждый узел, определяющий геометрию конструкции, имеет шестьстепеней свободы (DOF): три по перемещению и три по вращению.
Этитри степени свободы нумеруются по порядку: 1, 2, 3, 4, 5, 6, как показанона рис. 3, а.Таблица 1Тип координатной системыПрямоугольнаяx1x2x3xyzЦилиндрическаяRΘ град.zСферическаяRΘ град.Ф град.– 16 –MSC.Software CorporationТелефоны: (095) 363-06-83, 254-57-10В панелях системы MSC.Patran эти степени свободы обозначаются какT1, T2, T3 (перемещения по x , y , z ) и R1, R2, R3 (вращение вокруг осейx , y , z ).MSC.Nastran имеет собственную встроенную прямоугольную системукоординат, называемую базовой координатной системой, она всегда показывается в рабочем окне MSC.Patran в левом нижнем углу. Базовая координатная система имеет номер (CID) ноль.
Она используется при заданиипользователем локальной координатной системы. Направление осей базовой координатной системы показано на рис. 3, б.Локальная координатная система определяется в базовой координатной системе и в MSC.Nastran, имеется шесть опций для определения локальных координатных систем. Одна из опций позволяет задавать координатные системы по трём точкам. Три точки А, В, С должны быть уникальны и неколинеарны.
Если при модификации модели эти три точки меняютрасположение, то ориентация локальной системы координат также будетизменена.Идентификационный номер (CID) каждой координатной системыдолжен быть уникальным.Первая точка является началом координат, вторая точка определяетнаправление оси z , третья лежит в плоскости начала координат и точкиB . Расположение точки P , заданной координатами R , Θ , Z , в этой координатной системе показано на рис. 4.MSC.Software CorporationТелефоны: (095) 363-06-83, 254-57-10BzxyACθРис.
5. Создание локальной цилиндрической системы координатДля задания цилиндрической локальной координатной системы необходимо ссылаться на базовую координатную систему. Три точки требуетсяопределять в локальной системе. Точка A находится в начале координат,точка B лежит на оси z новой системы. Точка C определяет ось, в которой Θ = 0 (рис. 5).Все углы модели, заданной в цилиндрической системе координат будут иметь номер CP равный заданному номеру этой координатной системы.
Узлы, заданные в базовой системе координат, будут иметь номер CPноль или пробел.zBuzuθPCurAΘZyRxРис. 4. Задание координат R , Θ , Z точки P– 17 –r– 18 –MSC.Software CorporationТелефоны: (095) 363-06-83, 254-57-104. БИБЛИОТЕКА БАЗОВЫХ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВMSC.NASTRAN И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИХ ПРИМЕНЕНИЮMSC.Nastran имеет обширную библиотеку элементов, предназначенных для применения в общих и специальных случаях моделирования конструкций.Рассмотрим необходимые аспекты наиболее общих и широко применяемых конечных элементов. В таблице 2 приведена классификация элементов.
Во входном файле свойства элементов вводятся в строки послеслов соответственно PROD, PSHELL, PSOLID, где P означает properties(свойства). В дальнейшем буква P перед названием элемента будет означать строку в программе, с помощью которой вводятся свойства соответствующего элемента.Общие замечания, применимые ко всем элементам:– все элементы в модели должны иметь собственные номера элементов (ID) независимо от типа элемента;– определение элементов матрицы жёсткости не зависят от нумерации узлов элементов;Таблица 2Базовые элементы MSC.NastranУпругие Линейные Поверхностные Твёрдотельныеэлементы элементыэлементыэлементы(SPRING)(LINE )(SURFACE)(SOLID)Простой Стержни,Мембраны,Толстаяупругийбрусья,тонкиепластина,ФизическоеэлементбалкипластиныпараллелипипедпредставлениеSimpleRod, Bar,Membrane,Thick Plate,SpringBeamThin PlateBrickCONROD,Имя элементаCQUAD4,CHEXA, CPENTA,CROD,CELAS2MSC.NastranCTRIA3CTETRACBARЗаданиеНеPROD,присущих имPSHELLPSOLIDтребуетсяPBARсвойствНазваниягруппЖёсткиеэлементы(RIGID )ЖёсткийстерженьRigid BarRBE2НетребуетсяMSC.Software CorporationТелефоны: (095) 363-06-83, 254-57-10– каждый элемент имеет свою собственную координатную систему,заданную в соответствии с типом элемента или типами другихэлементов базы данных.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
