Рыбников_MSC_Patran_user_guide_р1 (780646), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Прежде чем начинать анализможно конфигурировать модели как Active (активные) и Inactive (неактивные). Можно использовать простую эластичную модель для проверочного расчёта, сделав неактивными все другие сложные модели.5.1.5. Определение свойства материалаПосле выбора типа модели, чтобы лучше отразить его поведениенужно построить модель материала путём указания его соответствующихсвойств.Для того чтобы ввести величины свойств материала можно использовать форму Material Property.Поля свойств материала (Material Property Fields) – это поля таблицы в системе MSC.Patran которые используются, чтобы описывать зависимости одной величины от другой.
Можно использовать таблицы длямногих применений, включая определение переменных свойств материала.Материалы могут изменять свои свойства в функции температуры, деформации, времени или частоты и для описания этого можно использоватьтаблицы. В таблицы можно вводить цифровые данные.Можно создавать таблицы, которые определяют распределение какихлибо свойств в отношении комбинаций температуры, деформаций илиотносительных деформаций.
Материалы остаются в базе данных пока ихспециально не удаляют. Можно использовать Show Action на панели Materials, чтобы просматривать в табличной форме или в виде xyзависимости свойства материала в функции температуры, деформации илиотносительных деформаций. Можно также показать общую жёсткость иматрицу податливости.5.1.6. Задание свойств моделей материаловМодель материала – это группа свойств материала, которая описывает, из чего модель сделана и какие дополнительные свойства присущи материалу (плотность, жёсткость и т.д.). Как только материал для моделиопределён, нужно использовать приложение Element Properties, чтобыназначить его какой-либо области модели объекта.– 61 –Materials – приложение – это та панель, в которой определяются материалы для анализируемой модели.
Имеется большое количество опцийдля создания и модификации моделей материала.Для того чтобы создать модель материала необходимо в главном меню нажать на кнопку Materials, затем выбрать Action, Object и Methodв ниспадающих меню на этой панели. Используя Action можно создавать,модифицировать и удалять модели материалов.В разделе Action можно задавать следующие операции:Create – осуществляется ввод данных, описывающих свойства, и назначаются элементы конечно-элементной модели.Modify – выполняются какие-либо изменения для Existing MaterialsProperty Data (установленных свойств материала).Delete – удаляются свойства материала из базы данных.Show – показывается таблица со свойствами материала.В разделе Object задаются типы материальных моделей, которыедоступны в программе.
Типы моделей и их описания подробно рассмотрены в разделе 4.В разделе Methods определяется, как создаётся модель материала.Можно использовать один из двух способов:1. Manual Input (ручной ввод) в разделе Input Options. Уже введённый материал можно использовать как шаблон для создания новогоматериала.2. Externally Defined (внешнее определение) – для определения иназначения материалов вводится только имя.
Материал задаётся внешнимфайлом. Input Options не требуются.Пример панели для задания материала представлен на рис. 35. Большинство форм для ввода параметров материала подобны той, которая показана на рис. 36.Для определения более чем одной учреждённой модели материала,необходимо несколько раз вызывать эту форму и нажимать Apply каждыйраз.5.1.7. Статус учреждённой моделиОдин материал может иметь несколько учреждённых моделей, такихкак эластичная и неэластичная модель. Учреждённая модель, используемаяв анализе определяется статусом модели. Установленные и учреждённыемодели материала появляются либо в Active (активном), либо в Inactive(неактивном) списке в окне текущего статуса. Выбор названия модели влюбом списке окна автоматически перемещает его в другое окно.– 62 –Существующие материалы.Выбратьматериал и передать его вMaterial Nameокно.Имя материала.
Каждый материалдолжен иметь уникальное имя (1-31позиций). При этом автоматическиприсваивается идентификационныйIDномер материалу.Описание. Описание выбранногоматериала показывается в этом окне. Поумолчанию появляется в окне время идата.Вводимые свойства. Это поле вызываетформу для ввода величин свойствматериала.Изменение свойств материала. Это полепоказывает форму для разрешения иотрицания определений, описанияматериала.Рис. 35. Панель для задания материала5.1.8. Проверка модели материалаНезависимо от того, как вводились свойства материала – вручную илииз внешнего источника, имеется возможность проверить окончательнуюмодель материала, прежде чем выполнять расчёт конечно-элементной модели.На панели Materials необходимо при заданном типе материала в разделе Method выбрать Tabular (табличный) и указать в окне Existing Materials название модели материала.
По умолчанию на экране появится панель Input Options, показывающая свойства материала. При выборе– 63 –Учреждённая модель. Выбираетсяучреждения модель в раскрываемомокне. Материал может иметьнесколько учрежденных моделей.Значения свойств материала.Вводится величины необходимые дляопределения материала модели.Действительная форма для материалазависит от использования расчетнойпрограммы и типа материалов.Текущие учреждённые модели.Установленные учрежденные моделии их статус (т.
е. активны илинеактивны). После того как это формазаполнена и записана кнопка Apply,появляются новые сообщения.Рис. 36. Форма для ввода параметров материалаShow Material Compliance… (показать податливость материала…) наэкране появится панель, на которой будет таблица, называемая MaterialStiffness Matrix (Матрица жёсткости материала).5.2. Моделирование нагрузокНаибольшее количество задач по анализу конструкций сводится к решению задач, которые моделируют поведение конструкции при действующих на них нагрузках. Это могут быть силы, моменты сил, давление,температура, возможные магнитные поля. В терминологии анализа все этивоздействия называются нагрузками.Так же, большое количество моделей имеет определённые условия,которыми задаются ограничения их поведения.
Например, конец консольной балки закреплён в стене или адиабатические условия в тепловых задачах. Эти ограничения рассматриваются в качестве граничных условий. Вдальнейшем нагрузки и граничные условия часто сокращенно будут обозначаться как LBCs.Имеется некоторое сходство в действии обеих этих величин. Нагрузкии граничные условия приложены обычно к какой-либо части модели и этивеличины могут фактически действовать как нагрузки и как ограничения.– 64 –Характер нагрузок и граничных условий определяется характеромрешаемой задачи, а способы задания их в системе MSC.Patran зависят оттипа вычислительной программы, работающей в данный момент сMSC.Patran, например MSC.Nastran или MSC.Dytran.Нагрузки и граничные условия могут прикладываться к геометрической или конечно-элементной модели.Отдельная модель может иметь много различных вариантов нагрузоки граничных условий или серию нагрузок, приложенных в различное времяи изменяющихся по частоте.
Эта гибкость задания нагрузок позволяетпользователю получать ответ на разного вида одного и того же вопроса:''Что будет, если...?'', используя одну и ту же конечно-элементную модельконструкции.В системе MSC.Patran различные индивидуальные варианты нагрузоки граничных условий группируются в набор величин, называемых LoadCases, которые по существу определяют вариант расчёта, используя данные одной и той же модели объекта.В дополнение к не изменяющимся во времени и пространстве нагрузкам, приложенным к какой-либо области модели, можно задавать переменные по этим параметрам нагрузки. Эти изменяющиеся нагрузки задаются с помощью Fields (таблиц).Fields (таблицы) и Load Cases (варианты нагрузок) используютсявместе и объединяются в одном модуле LBCs (рис. 37).5.2.1.
Варианты нагрузок, включаемые в блоки (Load Cases)В системе MSC.Patran нагрузки и граничные условия трактуются какединый тип данных, которые отнесены к части геометрической или конечно-элементной модели. Эти данные сильно зависят от типа анализа-типарешаемой задачи. Предварительная установка типа решаемых задач (TheКонечноэлементнаямодельГеометрическаямодельРешение задачи(Analysis)Результаты(Results)LBCsТаблицы (Fields)Вариант нагрузки(Load Cases)Рис. 37.
Взаимосвязь между LBCs, Load Cases и Fields– 65 –Analysis Preference) определяет опции, которые будут доступны, приприменении формы Loads/BCs в системе MSC.Parlan.Каждый из этих типов программ имеет свои собственные типы нагрузок и граничных условий, базирующихся на способностях программы, прииспользовании в тандеме с программой MSC.Patran.Несмотря на это, имеются несколько базовых видов нагрузок и граничных условий, которые являются общими для наиболее употребительных программ анализа.При решении задач структурного анализа конструкций обычно пытаются определить частотный отклик или устойчивость конструкции моделина физические нагрузки или структурное специфическое поведение.
Некоторые из нагрузок и граничных условий, которые приняты в модели, могутвключать силу, давление, скорость, инерционные нагрузки, перемещение,температуру и контактное взаимодействие.При решении тепловых задач, которые определяют отклик модели иеё материалов на условия нагрева, включают нагрузки и граничные условия в виде тепловых источников, теплового потока, конвенции, радиации.Необходимо отметить, что величины температуры, которые частоформируют выходные данные теплового анализа могут впоследствии использованы в качестве нагрузок в других типах анализа, таких как структурный анализ. Использование выходных величин в качестве нагрузокподдерживается в MSC.Patran посредством таблиц, известных как конечноэлементные поля (FEM fields).
Нагрузки и граничные условия при моделировании течения жидкости используют такие физические данные какполя скоростей, давления, температуры.Блоки нагрузок (Load Cases)Load Cases содержит нагрузки и граничные условия, используемыепри решении одного варианта задачи. Например, один нагрузочный блокможет представлять нагрузки и граничные условия для каждого моментавремени при решении задачи во временной области или один из вариантовнагрузок для решения статической задачи.В блоке нагрузок могут быть заключены комплексные нагрузки длявыполнения анализа одной модели или несколько вариантов нагрузок дляанализа той же модели.Fields таблицы (числовые поля)Одна из особенностей системы MSC.Patran заключается в том, что могут быть заданы таблицы, которые описывают изменение величин анали-– 66 –зируемых свойств, включая нагрузки и граничные условия модели, свойства материала, свойства элементов.Однажды, определив набор таблиц, можно легко выбрать их как величины на дополнительной форме Input Data для LBCs вместо того, чтобывводить постоянно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
