otchet_obschij (780659), страница 5
Текст из файла (страница 5)
-
Задание нагрузок
Для задания инерционных нагрузок (массовых сил) в MSC Patran выполнить следующие действия
Команды | |
Вкладка Loads/BCs | |
Action: | Create |
Object: | Inertial Load |
Type: | Element Uniform |
New Set Name: | load – название будущей нагрузки! |
Input Data | |
Trans Accel <A1,A2<A3> | <0, -74.556, 0> - здесь вводится значение инерциальной нагрузки в виде ускорения равного |
ОК | |
Apply | |
|
8. Расчёт задачи в пакете MSC Nastran
8.1. Создание входного файла для MSC Nastran
Команды | |
Analysis | |
Action: | Analyze |
Object: | Entire Model |
Method: | Full Run |
Нажатие на клавишу Solution Type… приведет к открытию одноименной панели, на которой следует установить: | Linear Static (установлено по умолчанию) |
OK | |
Apply |
8.2. Передача результатов в MSC Patran
Запуск MSC. Nastran с терминала | |
Analysis | |
Action: | Access Results |
Object: | Attach XDB |
Method: | Result Entities |
В Select Results File выбираем созданный фаил с расширением xdb | |
Apply |
8.3. Отображение результатов в MSC Patran
Команды | |
Results | |
Action: | Create |
Object: | Quick Plot |
Select Result Cases | Default, A1: Static Subcase;... |
Select Fringe Result: | Stress Tensor |
Deformation Results: | Displacement, Translation |
Apply | |
Вывод: Результатом расчета в пакете Nastran/Patran является файл F06, а также графический результат представлений в интерфейсе программы Patran. На изображении видно, что наибольшие напряжения действуют в центральном сечении балки. А также наибольшее перемещение совершает центральное сечение. Более подробные результаты можно найти в файле F06: в каком сечении какое внутреннее действует, какое перемещение совершает то или иное сечение. Центральная плоскость балки раскрашена синим цветом, так как внутренние напряжения в ней равны нулю, что соответствует гипотезе о ненадавливаемости слоев. Эта плоскость называется «нейтральной» в сопромате.
Максимальное перемещение, м | Максимальное напяжение, Па | Минимальное напряжение, Па |
0.177 |
|
|
Для наглядности построим графики перемещений V(x) и напряжений вдоль оси Z:
Практическое занятие №4
Линейный статический анализ шарнирно опертой неподкрепленной пластины
Цель занятия:
-
создать геометрическую модель неподкрепленной пластины в пакете MSC Patran;
-
использовать геометрическую модель для создания конечно-элементной модели гибкой неподкрепленной пластины с использованием элементов CQUAD4 и CBAR в пакете MSC Patran;
-
выполнить расчет пластины, используя решатель MSC Nastran;
-
построить графики функции прогибов пластины.
Исходные данные для расчета пластины
-
Длина пластины L=1.62 м;
-
Ширина пластины B=1.30 м;
-
Толщина пластины t= 0,006 м;
-
Материал:
Модуль упругости, Па – 7е10
Коэффициент Пуассона 0,3
Плотность, кг/м3 – 2700
-
Нагрузка – внешнее избыточное давление p=140 Н/м3
-
Граничные условия –шарнирное закрепление по коротким сторонам
Порядок выполнения расчета
Если в процессе проектирования элементов конструкций (в данном случае пластины) предполагается в дальнейшем ее подкрепление силовым набором, то при создании геометрической модели неподкрепленной пластины целесообразно выбрать способ построения модели, состоящей из шести секций. Такой способ позволит в случае подкрепления пластины ребрами жесткости располагать их вдоль границ уже имеющихся секций.
-
Создание новой базы данных
Команды | |
File/New… | |
New Database Name | LAB4 |
OK | |
New Model Preference | |
Tolerance: | Default |
Analysis Code: | MSC/Nastran |
Analysis Type: | Structural |
OK | |
Активизируйте иконки Show Labels и Node Size |
-
Создание геометрической модели
Команды | |
Geometry | |
Action: | Create |
Object: | Surface |
Method: | XYZ |
Refer. Coordinate Frame: | Coord 0 |
Vector Coordinates List: | <0,27 1,3 0> |
Origin Coordinates List: | [0 0 0] |
Apply | |
Другие пять секций пластины создадим перемещением созданной поверхности 1 на расстояние 0.27 м | |
Action: | Transform |
Object: | Surface |
Method: | Translate |
Refer. Coordinate Frame: | Coord 0 |
Direction Vector: | <1 0 0> |
Vector Magnitude: | 0,27 |
Repeat Count: | 5 |
Surface List: | Surface 1 |
Apply | |
На экране появится отображение геометрической модели
|
-
Создание конечно-элементной модели (разбиение на конечные элементы)
Команды | |
Finite Elements | |
Action: | Create |
Object: | Mesh |
Type: | Surface |
Element Shape | Quad |
Mesher: | IsoMesh |
Topology: | Quad4 |
Solid List: | Surface 1:6 |
Global Edge Length: | 0,27 |
Снять галочку с пункта !!! | Automatic Calculation |
Apply | |
Для проверки полученной сетки КЭ проделаем операцию «сшивки» смежных конечных элементов вдоль их границ в этом же Приложении Elements | |
Action: | Equivalence |
Object: | All |
Method: | Tolerance Cube |
Apply | |
В результате этих действий будут созданы узлы и элементы конечно-элементной модели пластины, вид которой приведен на рисунке, показанном ниже | |
| |
В информационной строке появится запись: $# Geometric equivalencing completed. 96 nodes deleted |
-
Задание свойств материала пластины
Команды | |
На форме Materials установить: | |
Action: | Create |
Object: | Isotropic |
Method: | Manual Input |
Material Name: | alum |
Input Properties.. | Открывается панель Input Options |
Constitutive Model: | Linear Elastic |
Elastics Modulus= | 7e10 |
Poisson Ratio= | 0.3 |
Density= | 2700 |
OK | |
На панели Materials: | Apply |
5.Задание свойств конечно-элементной модели
Команды | |
Element Properties | |
Action: | Create |
Object: | 2D |
Type: | Sell |
New Set Name: | plate - название будущего свойства |
Input Properties.. | Открывается одноименная панель |
Material Name: (Нажимаем иконку и выбираем на открывшейся панели в окне Select Existing Material alum | m:alum |
Thickness: | 0.006 |
OK | |
Нажимаем клавишу Select Application Region | Входим в Select Geometry Entity и выбираем объект Entities |
Select: | Entities |
Select Members: | Surface 1:6 |
Add | |
ОК | |
Apply |
-
Задание граничных условий
Команды | |
Load/Boundary Condition | |
Action: | Create |
Object: | Displacement |
Type: | Nodal |
New Set Name: | Simply-support – название типа закрепления |
Нажать кнопку Input Data | |
Translatipon <T1,T2,T3>: | <0,0,0> - запрещены перемещения указываемых далее узлов по всем трем осям |
Rotation <R1,R2,R3> | < , , > - разрешены повороты в узлах границ пластины относит. всех осей |
ОК | |
Под клавишей Input Data нажимаем | |
Select Application Region.. | В раскрывающемся меню выбираем |
Geometry, что позволяет выбрать для закрепления нужные геометрические объекты – узлы КЭ модели | |
Устанавливаем курсор в окно Select Geometry Entity | В окне на КЭ модели с помощью мыши последовательно выбираем мышью линии закрепляемых узлов на контуре пластины |
Add | |
Замечание. Если предыдующее действие не удается, то установить курсор в окно Select Geometry Entities: | Point 1 2 5 6 9 10 13 14 |
Add | |
OK | |
Apply | |
В окне просмотра графической информации будет картинка подобная следующей:
|
-
Задание внешних нагрузок
Команды | |
Вкладка Loads/BCs ( Load/Boundary Condition) | |
Action: | Create |
Object: | Pressure |
Type: | Element Uniform |
New Set Name: | pressure – название будущей нагрузки! |
Target Element Type: | 2D |
Input Data | |
Top Surf Pressure: | 140 |
OK | |
Нажимаем клавишу | В раскрывающемся меню выбираем |
Select: | Geometry |
Select Surface or Edges: | Surface 1:6 |
Add | |
ОК | |
Apply | |
Для просмотра на экране дисплея полученного результата активизировать иконку ISO 1 View. Возникнет изображение, подобное следующему:
| |
Примечание: Поскольку внешнее давление приложено к геометрической модели, а не к конечно-элементной, то может сложиться впечатление, что нагрузка задана только в указанных узлах. Это восприятие не верное. Все сделано правильно |
-
Создание входного файла для MCS Nastran
Команды | |
Action: | Analyze |
Object: | Entire Model |
Method: | Full Run |
Job Name: | NonSupported Plate |
Нажатие на клавишу Solution Type… приведет к открытию одноименной панели, на которой следует установить: | Linear Static (установлено по умолчанию) |
В окне Select Result Type выделить: | Element Force |
OK | |
Apply | |
Запуск MSC. Nastran с терминала | |
Action: | Access Results |
Object: | Attach XDB |
Method: | Result Entities |
Job Name | Coordinate_System_1 |
Apply |
-
Анализ результатов
Команды | |
На форме Result устанавить | |
Action: | Create |
Object: | Quick Plot |
В окне Select Result Case выбрать случай загружения: | Default, A1: Static Subcase;... |
Определение перемещений W в направлении оси z | |
В окне Select Fringe Result выбрать: | Displacement, Translation |
Quantity: | Z Component |
В окне Select Deformation Result выбрать: | Displacement, Translation |
Apply | |
Нажать на иконку Fringe attributes. Форма Result изменит вид. | |
Range….. | |
Define Range…. | Откроется панель Range, на которой следует задать: |
Number of Sub-ranges: | 30 |
Size: | 8 |
Format: | Fixed |
Significant Digits: | 8 |
Calculate | |
Apply | |
Close | |
OK | |
Apply | |
Label Style…. | |
Label Format: | Fixed |
Label Font: | 10 |
Significant figures: | 4 |
OK | |
Нажать на иконку Deform Attributes | |
Scale Factor: | 0.3 |
Label Format: | Fixed |
Label Font: | 10 |
Significant figures: | 4 |
OK | |
Apply | |
На экране дисплея появится изображение деформированной панели: Максимальные перемещения в направлении оси z составили W= 0,01 м | |
Построим эпюры перемещений W вдоль осей симметрии пластины: W(x) и W(y) | |
Object: | Graph |
Method: | Y vs X |
Select Result Cases | Default,A1: Static Subase |
Y: | Result |
Select Y Result | Displacement, Translation |
Quantity: | Z Component |
Select Coordinate Axis | Coord 0.1 |
Нажать иконку Target Entities | |
Select Nodes: | Node 5 6:66:12 |
Нажать иконку Display Attributes и, как обычно, установить форматы маркеров осей | |
Apply | |
На экране монитора появится график функции W(x):
| |
Выполняя подобные операции для второй оси симметрии, получим график функции W(y)
| |
Вычислим значения перемещения W в центре пластины | |
Object: | Cursor |
Method: | Scalar |
Select Result Case | Default, A1: Static Subcase;.. |
Select Scalar Result | Displacement, Translation |
Quantity: | Z Component |
Target Entity: | Nodes |
Apply | |
Select Nodes: | Node 30 |
Перемещение в узле 30 равно :
|
Вывод: Результатом расчета в пакете Nastran/Patran является файл F06, а также графический результат представлений в интерфейсе программы Patran. На изображении видно, что наибольшие напряжения действуют в центральном сечении пластины. А также перемещение наблюдается как в плоскости XZ так и в плоскости YZ . Более подробные результаты можно найти в файле F06: в каком сечении какое внутреннее действует, какое перемещение совершает то или иное сечение.
44