CBHELP1 (805524), страница 3
Текст из файла (страница 3)
+0 ДРОБЛЕНИЯ= 1 10 /1. 0.5 8(1.5)//
Часть линии между узлами 1 и 10 будет разбита на 10 частей в соотношении 1:0,5:1,5:1,5:1,5:1,5:1,5:1,5:1,5:1,5, причем 19 узлов между 1 и 10 будут размещены на тех же параболах, на которых между узлами 1 и 10 размещались ранее введенные узлы. Здесь использован повторитель: 8(1.5) для ввода 8 одинаковых значений по 1.5. Входной язык позволяет также использовать арифметическую 15(+0.1) и геометрическую 10(*3.5) прогрессии, как описано выше. Абсолютное значение долей в дроблении не существенно, важно их соотношение. Для задания дробления части линии на равные доли требуется указать узлы, между которыми происходит разбиение, и количество отрезков, например
+0 ДРОБЛЕНИЯ = 2 13/4// - отрезок между узлами 2 и 13 делится на 4 равные части.
+0 ЭЛЛИПСЫ = 1 2 3 2 5/4//
Для ввода дуги эллипса (окружности) необходимо перечислить 5 узлов: 3 вспомогательных (в центре и на концах большой и малой полуосей) и 2 основных (на концах дуги). Вместо вспомогательных можно повторно использовать основные узлы. Узлы дуги эллипса должны оба лежать на одной из линий. Центр эллипса лежит в узле 1, конец первой полуоси – узел 2, конец второй полуоси – узел 3. Дуга эллипса от узла 2 до узла 5. Эллипс представлен цепочкой из четырёх парабол равной длины. Узлы дуги эллипса (2 и 5) должны лежать на одной прямой.
+0 ПОВЕРХНОСТИ= 1 1 2 3 /2 2 4 1 5//
Используются для объемной задачи (СХЕМА = 1). Для каждой поверхности указан ее номер и список номеров линий, лежащих на ней. Линий должно быть хотя бы по одной на каждую вводимую поверхность. Две введенные поверхности №1 и №2 пересекаются по линии №2.
+0 БЛОКИ ПЛОСКИЕ = 1 1 4 5 2/
2 4 7 6 5/
3 6 7 2 5/
4 6 8 2 7/
5 7 4 8 6/
6 8 4 3 2//
Пример описания 6 блоков. В описании блоков сначала указывается номер блока (номера блоков должны идти строго по порядку), далее перечисляются номера линий, ограничивающих блок. Линии перечисляются в направлении против часовой стрелки. Для уменьшения числа водимых блоков используются сложные и специальные блоки. Число линий в каждом блоке 4, в специальном треугольном блоке может быть 3 линии. Все линии, ограничивающие блок, должны попарно пересекаться (образовывать замкнутую фигуру). В данном случае, если сопоставить описание блоков с приведенным выше описанием линий, то станет ясно, что это требование выполнено.
+0 БЛОКИ ОБЪЕМНЫЕ= 1 1 2 3 4 5 6 /2 1 2 8 7 6 / 3 1 2 9 8 /4 1 2 7 4 3 6 //
Границами объемного блока являются поверхности, перечисляемые по системе «заворачивания подарка» (см. выше). Здесь введено 4 блока: первый и четвертый - стандартные, ограниченные 6 поверхностями 1,2,3,4,5,6 и 1,2,7,4,3,6; остальные 2 – специальные: второй блок – трехгранная призма - ограничен 5 поверхностями 1,2,8,7,6; третий блок - пирамида - ограничен 4 поверхностями 1,2,9,8.
+0 УЗЛЫ СГУЩЕНИЯ = 5 11//
Здесь перечислены узлы (2 узла с №№ 5 и 11), вокруг которых необходимо создать дополнительное сгущение сетки элементов. Далее перечислены параметры этих сгущений.
+0 МИНИМАЛЬНЫЙ = (.15)// радиус первого яруса концентрической сетки элементов. Скобки без кратности повторения служат для заполнения всего массива одинаковыми значениями (параметры сгущения возле узлов 5 и 11 здесь задаются одинаковыми).
+0 МАКСИМАЛЬНЫЙ = (2.0) // радиус наибольшего яруса концентрической сетки элементов.
+0 ПРОГРЕССИЯ = (1.5) // прогрессия увеличения радиусов следующих ярусов. По умолчанию прогрессия равна 2.
+0 ВНУТРЕННИЙ = (.05)// внутренний радиус (радиус отверстия, создаваемого на месте прежнего узла или линии). По умолчанию внутренний радиус равен нулю.
Вокруг прежнего положения узлов 5 и 11 возникают отверстия радиусом 0.05 мм и концентрическая сетка элементов с радиусом внутреннего яруса 0.15 мм. Каждый следующий ярус в 1.5 раза больше. Радиус внешнего яруса не более 2 мм.
+0 МАТЕРИАЛЫ = 1 2/2 1/3 -1/4 -1/5 2/6 1//
Ввод номеров материала для каждого из 6 блоков. Первая цифра означает номер блока (номера блоков должны быть строго по порядку), далее номер материала. Отрицательный номер материала означает, что этот элемент не заполнен и будет заполняться в процессе сварки. Для остальных блоков по умолчанию принимается материал № 1.
+0 СЕКЦИИ = 3(20.)//
Эти данные вводятся для получения 3-мерной модели из 2-мерной и указывают, сколько слоев и какого размера в направлении третьей координаты нужно создать. В данном примере создаётся три секции. Скобки служат для ввода одинаковых значений (размер секций одинаковый и равен 20). Если исходная модель плоская (СХЕМА 2 или 5), то информация о секциях трактуется как линейные размеры по третьей координате в мм, а если модель осесимметричная (СХЕМА = 4) то как угловые размеры в градусах.
+0 ОСЬ = 2 // код направления сварки в объемной модели: 1 – по оси Х, 2 – по оси Y, 3 – по оси Z, 4 – по окружности вокруг оси Х, 5 – по окружности вокруг оси Y, 6 – по окружности вокруг оси Z. По умолчанию принято значение 1.
+0 МЕХАНИКА = 0 // включение и выключение механической задачи (расчета напряжений и деформаций). 0 - расчет отключен, 2 – в элементе в каждом направлении два ряда точек, в которых рассчитываются напряжения, 3 – в элементе в каждом направлении три ряда точек. Других значений нет. По умолчанию принимается 2.
+0 ПОТЕНЦИАЛ = 0// включение и выключение электрической задачи (расчета протекания тока). 0 – расчет отключен, 1 – расчет включен. По умолчанию принято 0.
+0 ТЕПЛО = 1// включение и выключение температурной задачи (расчета температурных полей). 0 – расчет отключен, 1 – расчет включен. По умолчанию принято 1.
+0 ДИФФУЗИЯ = 1// включение и выключение диффузионной задачи (расчета распространение диффузионного водорода). 0 – расчет отключен, 1 – расчет включен. По умолчанию принято 1.
-
Ввод свойств материала и начальных условий для расчета электрических потенциалов, температуры и содержания водорода
Для моделирования сложных процессов во времени они разбиваются на шаги (конечные элементы по координате времени). На каждом шаге предусмотрено задание граничных условий для отдельных узлов модели или для групп узлов. Для выделения таких групп на внешнем контуре модели служат поверхности и линии. Для векторных граничных условий (перемещений и сил) предусмотрено задание компонентов по осям координат, по заданному направлению или по нормали к участку границы.
При выборе вида граничных условий следует учитывать, что сходимость решения улучшается при увеличении числа узлов с заданными граничными условиями 1 рода.
Необходимо задать начальные значения параметров для всех узлов и элементов. Чаще всего они задаются одинаковыми для всей модели, или извлекаются из информации, введенной при геометрическом моделировании. Возможно также использование функций от координат узлов модели.
Основная модель материала в комплексе «СВАРКА» представляет собой смесь нескольких компонентов с указанием процентного содержания каждого компонента. Свойства смеси определяются интерполяцией по свойствам компонентов. В связи с этим в состав данных о свойствах материалов прежде всего входят:
-
список имен компонентов;
-
свойства каждого из них;
-
исходный состав для каждого номера материала, введенного при создании для блоков геометрической модели узла;
-
для задач сварки – состав материала, заполняющего разделку в процессе сварки.
Свойства компонентов хранятся в базе данных в табличном виде и извлекаются из нее по именам компонентов при составлении модели. Эта база данных и система ее редактирования являются частями комплекса «СВАРКА». Предполагается дальнейшее развитие моделей поведения компонентов материалов и их взаимных превращений, поэтому в базе данных предусмотрен резерв для добавления новых характеристик.
Основными теплофизическими свойствами являются теплопроводность и объемная теплоемкость, а также скрытая теплота при взаимном превращении таких структурных компонент сталей как перлит, аустенит и т.д. Компонент в расплавленном состоянии тоже может быть представлен как отдельный компонент, что позволяет ввести в модель скрытую теплоту плавления. Условия превращения могут быть заданы в различном виде, например в виде температурного интервала, при прохождении которого компонент превращается в другой.
Основными диффузионными свойствами являются коэффициент диффузии, а также растворимость водорода.
Пример ввода электрических, тепловых и диффузионных свойств материала (из файла Trop.in). Следует иметь в виду, что даже если расчет одного из процессов энергомассопереноса (электро-тепло-диффузия) отключен, свойства материала для всех процессов все равно должны быть введены в исходных данных.
+0 ИМЕНА СТРУКТУР = 'ПЕРЛ' 'АУСТ' 'БЕЙН' 'ЖИДК'//
Заданы 4 компонента структуры, присутствующие в материале и способные превращаться друг в друга при нагреве и охлаждении (каждое имя – до 4 символов). Далее приведены условия этих превращений для каждого компонента:
+0 ПЕРЛ = 'АУСТ' 800. 900. 0.52 'ПЕРЛ' 0 0 0//
Для компонента ПЕРЛ указано, что при нагреве данный компонент превращается в АУСТ. Это превращение начинается при температуре 800 ºС и полностью завершается при достижении 900 ºС (к этому моменту весь имевшийся ПЕРЛ превращается в АУСТ). При этом поглощается теплота 0.52 дж/куб.мм. При охлаждении превращения не происходит (ПЕРЛ остается в виде ПЕРЛ).
+0 АУСТ = 'ЖИДК' 1400. 1450. 2.34 'БЕЙН' 600. 400. 0.52//
АУСТ при нагреве превращается в ЖИДК в интервале температур 1400-1450 ºС с поглощением теплоты 2.34 дж/куб.мм; при охлаждении АУСТ превращается в БЕЙН в интервале температур 600-400 ºС с выделением теплоты 0.52 дж/куб.мм.
+0 ЖИДК = 'ЖИДК' 0 0 0 'АУСТ' 1450. 1400. 2.34//
+0 БЕЙН = 'АУСТ' 800. 900. 0.44 'БЕЙН' 0 0 0//
+0 ИНТЕРВАЛ = 19. 50000.// Задан интервал температур, который пользователь считает допустимым для данной задачи (используется для прерывания счета при получении заведомо невозможных результатов).
+0 ПЛАВЛЕНИЕ = 1450.// Температура плавления данного материала
+0 МАТЕРИАЛ = 1 'ПЕРЛ' 1./2 'ЖИДК' 1.//
Для каждого номера материала указываются начальное содержание компонентов в нем. Первая цифра – номер материала, далее перечислены имена компонентов и их содержание (суммарное содержание для каждого материала должно быть равно 1). В данном случае материал № 1 состоит на 100% из ПЕРЛ, а материал №2 – из ЖИДК.
+0 ТЕМПЕРАТУРА = 20. // начальная температура во всех элементах
+0 КОНЦЕНТРАЦИЯ = 0.0001// начальная концентрация водорода во всех элементах
+0 ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ = 'ПЕРЛ' 100. 0. 50. 101(.04)/
'АУСТ' 100. 0. 50. 101(.03)/
'БЕЙН' 100. 0. 50. 101(.04)/
'ЖИДК' 100. 0. 50. 101(.03)//
Для каждого компонента структуры необходимо ввести зависимость его теплопроводности от температуры. Указано количество интервалов (100), начальное значение температуры (0), шаг по температуре (через 50 градусов). Далее следует 100+1 значение теплопроводности (в данном примере для ПЕРЛ одинаковые значения по 0.04 вт/мм. Количество интервалов, начальная температура и шаг по температуре для всех свойств всех компонентов должны быть ОДИНАКОВЫМИ.
+0 ТЕПЛОЕМКОСТЬ = 'ПЕРЛ' 100. 0. 50. 101(.0052)/
'АУСТ' 100. 0. 50. 101(.0049)/
'БЕЙН' 100. 0. 50. 101(.0052)/
'ЖИДК' 100. 0. 50. 101(.0049)//
- теплоёмкость каждого компонента в зависимости от температуры.
+0 СОПРОТИВЛЕНИЕ = 'ПЕРЛ' 100. 0. 50. 101(0.000027)/
'АУСТ' 100. 0. 50. 101(0.000027)/
'БЕЙН' 100. 0. 50. 101(0.000027)/
'ЖИДК' 100. 0. 50. 101(0.000027)//
- удельное сопротивление для каждого компонента в зависимости от температуры.
+0 ДИФФУЗИЯ = 'ПЕРЛ' 100. 0. 50. 0.0001 0.0005 0.0025 0.004 0.008 0.01 0.0015
0.025 0.035 0.04 0.045 0.05 0.055 0.065 0.075 0.085 0.1 0.125 0.15 0.175 0.2 0.225
0.25 0.275 0.3 0.325 0.35 0.375 0.4 0.41 71(0.027)/
'АУСТ' 100. 0. 50. 0.0001 0.0005 0.0025 0.004 0.008 0.01 0.0015 0.025 0.035 0.04
0.045 0.05 0.055 0.065 0.075 0.085 0.1 0.125 0.15 0.175 0.2 0.225 0.25 0.275 0.3
0.325 0.35 0.375 0.4 0.41 71(0.027)/
'БЕЙН' 100. 0. 50. 0.0001 0.0005 0.0025 0.004 0.008 0.01 0.0015 0.025 0.035 0.04
0.045 0.05 0.055 0.065 0.075 0.085 0.1 0.125 0.15 0.175 0.2 0.225 0.25 0.275 0.3
0.325 0.35 0.375 0.4 0.41 71(0.027)/
'ЖИДК' 100. 0. 50. 0.0001 0.0005 0.0025 0.004 0.008 0.01 0.0015 0.025 0.035 0.04
0.045 0.05 0.055 0.065 0.075 0.085 0.1 0.125 0.15 0.175 0.2 0.225 0.25 0.275 0.3
0.325 0.35 0.375 0.4 0.41 71(0.027)//
- коэффициент диффузии для каждого компонента в зависимости от температуры.
+0 РАСТВОРИМОСТЬ = 'ПЕРЛ' 100. 0. 50. 101(1.0)/
'АУСТ' 100. 0. 50. 101(1.0)/
'БЕЙН' 100. 0. 50. 101(1.0)/
'ЖИДК' 100. 0. 50. 101(1.0)//
- растворимость водорода для каждого компонента в зависимости от температуры.
-
Ввод граничных условий для расчета электрических потенциалов, температуры и содержания водорода
Для каждого физического процесса предусмотрено 3 рода граничных условий:
1 рода: в точках границы заданы: в тепловой задаче – температура, в электрической – потенциал, в диффузионной – концентрация (постоянные или в виде функций от времени), в деформационной - перемещения;
2 рода: заданы: в тепловой задаче – удельный поток тепла, в электрической – плотность тока (постоянные или в виде функций от времени), в деформационной - распределенные или сосредоточенные силы;
3 рода: задана среда за границей модели со своими параметрами и условия взаимодействия модели с этой средой (например, в тепловой задаче температура среды в виде функции от времени и коэффициент теплоотдачи с поверхности в виде функции от температуры поверхности модели).
В некоторых случаях возможно непосредственное действие граничных условий на внутренние узлы и элементы модели (индукционный нагрев, гравитационные, инерционные и электромагнитные силы и т.д.).
Граничные условия записываются в файлы Tstages.in и Tregim.in.
В файле Tstages.in
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
