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
m/s2
, что означает то, что для задания нагрузки мы будем выбирать геометрические объекты;
















