Разделы
Главная Сапромат Моделирование Взаимодействие Методы Инновации Индукция Исследования Факторизация Частоты
Популярное
Как составляется проект слаботочных сетей? Как защитить объект? Слаботочные системы в проекте «Умный дом» Какой дом надежнее: каркасный или брусовой? Как правильно создавать слаботочные системы? Что такое энергоэффективные дома?
Главная »  МКЭ ANSYS 

1 2 3 4 5 6 7 8 ... 22

I li-mi nt !/( *: пп 411 .f-lrrtprl inr;

[LEBlZBl Elaamtt ilui ал all aalaotad Hnaa SIZE, Elerwnt adga length

цф-i: . Mo. #f J*MMt 4iwi*iaM (i

<MMV is ( anljf If SIZE 1 Ыалк or samO *ДОЛШ1 ми Рм екая * р V<M

Ш I Смита 1 J Hnlp J

Рис. 4.14. Панель Element Sizes on All Selected Lines


Рис. 4.15. Вид линий модели до Рис. 4.16. Вид линий модели после

указания числа элементов на линиях указания числа элементов на линиях

щий виду модели, построенному в AutoCAD. После указания числа элементов по линиям на них наносится разметка, и уже сейчас можно представить в общих чертах, как будет выглядеть модель (рис. 4.16).

Создание сетки КЭ

Производится из экранного меню командами Preprocessor - Mesh - Lines. При этом на экране появляется панель Mesh Lines (рис. 4.17). В этой панели достаточно нажать на кнопку Pick All, после чего сетка КЭ будет положена на все линии модели, а сама панель закроется.

Все то же самое доступно из командной строки в следующем виде: LMESH,ALL.

После этого на экране появляется изображение построенных конечных элементов. Однако здесь стержневые и балочные элементы изображаются в виде линий и не учитываются реальные размеры элементов, что не всегда удобно.



fi single Г Loop

Mm чпч ж

Lu>= Do -

Jor Keyboard Kn-rv I

f Игп. Кчч Гт

I /SHRINK] flirinh anticlne hv L -JtHflPH DniiJdu uf i-li.-ni.-nf

Constant; nescPiutiftttft

SCALh Ввл.1 uioUMt nullivllup

[ ТРЯСЕТ 1 Pumt/iileiMnt- япдя

l/HnllOJ Oulurtian o* Guonetry

UH Ulndow nunbBV

RftTOX X distortion ratio

ШОУ У distortion mete

i M-PM)] J Rnplac upon OK/ttpply?

с

17 Cn

fl facet edjii

3

OK i ppW

Заве* I Cancel j

Pich Ail I Help


Рис 4 17 Панель Mesh Lines

Рис 4 18 Панель Size and Shape

Для устранения этого недостатка надо в выпадающем меню выбрать команду PlotCtrls - Style -> Size and Shape В результате на экране возник нет панель Size and Shape (рис 4 18) В этой панели следует поставить переключатель [/ESHAPE] Display of element shapes based on real constant description в положение On В результате этой операции изображение модели на экране визуально станет более похожим на реальную конструкцию, как это показано на рис 4 19

В командной строке эта операция задается так /ESHAPE,1.0


Рис 4 19 Конечноэлементная модель

Приложение усилий и нагрузок

Приложение закреплений в указываемых пользователем точках геометрической модели производится из экранного меню командами Preprocessor - Loads - Apply-Displacement - On Keypoints

После этого на экране появляется панель Apply U,ROT on KPs (рис 4 20) После появления этой панели на экране требуется указать курсором требуемые точки и нажать кнопку ОК



Переключатели Pick и Unpick (а также щелчок по правой кнопке мыши) позволяют перевести курсор из режима выбора в режим отказа и наоборот, в случае если какая-либо точка указана неправильно

Переключатели Single, Polygon, Box и Circle позволяют выбирать на экране одну точку (в положении Single) или несколько - внутри показываемой пользователем ломаной линии (в положении Polygon), прямоугольника (в положении Box), или окружности (в положении Circle) Из всего набора переключателей в конкретный момент времени может быть нажат только один

Далее приводится статистика выбора

в строке Count - приведено число выбранных точек,

в строке Maximum - обозначен максимальный номер точки,

в строке Minimum - обозначен минимальный номер точки,

в строке КеуР - обозначен номер последней выбранной точки

Раздел For Keyboard Entry применяется при указании номеров с клавиатуры Кнопка Reset позволяет сбросить все уже выбранные, но не закрепленные точки Кнопка Pick All позволяет выделить все существующие точки

После выбора необходимого количества точек на экране или с клавиатуры требуется нажать кнопку ОК При этом появляется еще одна панель U,ROT on KPs (фактически вторая часть) (рис 4 21)

* - rs . (? l.St ct ltck С УЧ.Т.. Stl, Inc

[i-h all I

Рис 4 20 Панель Apply U,ROT on KPs

: Apply II ПШ on Kls

шшт

\\\ IIV II


Рис 4 21 Панель U, ROT on KPs (вторая часть)

В разделе Lab2 DOFs to be constrained приведен список возможных степеней свобод для точек в данной модели - ALL DOF (то есть все), UX, UY и UZ В разделе VALUE Displacement value можно указать предписанное перемещение в заданном направлении



После указания необходимых степеней свобод и значения перемещения (в данном случае - ALL DOF и 0) следует нажать кнопку ОК. В результате на экране в указанных точках появятся символы приложения предписанных перемещений в виде треугольников. В данном случае автор смешивает понятия закрепление и предписанное перемещение . Это не является неточностью. В МКЭ ANSYS закрепление трактуется как нулевое предписанное перемещение и оба случая приложения перемещений (нулевое и ненулевое) задаются в одной панели.

В командной строке перемещение в точке задается следующим образом: DK,KPT,ALL,0, где вместо КРТ требуется подставлять номер требуемой точки. Разумеется, вместо приложения закреплений к точкам геометрической модели те же закрепления можно прикладывать к узлам сетки конечных элементов.

Учет веса конструкции произво-

Applv (Gidviii (ion .ll Лс r; l>i*tton

RCEL* filobul jjfertaiinn *-casg Я6ЕЕЕ ploUdLjUptlM Z-еая

дится из экранного меню командами Preprocessor - Loads - Apply-Gravity.

После этого на экране появляется панель учета ускорения свободного падения Apply (Gravitational) Acceleration (рис. 4.22).

В этой панели требуется указать проекции ускорения на оси X, Y и Z. Конечно, требуется указывать значения, обратные проекциям g (поскольку опоры мешают конструкции свободно падать в направлении к центру Земли).

В командной строке та же команда выглядит так: ACEL,0,0,9.80665,


Рис. 4.22. Панель Apply (Gravitational)

Acceleration

Уменьшение ширины матрицы жесткости конечных элементов

Перенумерование узлов сетки КЭ производится с целью уменьшения ширины матрицы жесткости, благодаря чему уменьшается требуемый объем памяти на

. Ilcoider Llements by Geometric Sort i:,


Рис. 4.23. Панель Reorder Element by Geometric Sort



Таблица 4.1

.Вызов гз .шпадямшш меню.

Точка

Plot ->Keypoints ->Keypoints

KPLOT

Plot -> Lines

LPLOT

Поверхность

Plot -> Areas

APLOT

Объем

Plot -> Volumes

VPLOT

Plot -> Nodes

NPLOT

Конечный элемент

Plot -> Elements

EPLOT

Таблица 4.2

ТУУт 1* itfinrtffllfaimffi rttiiiiiiii

Точка

List - Keypoints -> Coordinates only

KLIST

List -> Lines

LLIST

Поверхность

List -> Areas

ALIST

Объем

List - Volumes

VLIST

List -> Nodes

NLIST

Конечный элемент

List - Elements -> Nodes+Attributes

ELIST

При этом каждая команда, вызываемая из командной строки, может иметь аргументы. Вид команд с аргументами совершенно идентичен. Например, команда KPLOT может иметь вид:

KPLOT, NP1, NP2, NINC,

NP1 - номер начального узла, который должен быть изображен; NP2 - номер конечного узла; NINC - приращение номеров.

Кроме того, возможен вариант KPLOT,ALL (изображаются все), эквивалентный команде KPLOT.

Аргументы у команд, вызываемых из командной строки, аналогичны описанным выше.

жестком диске и сокращается время расчета. Перенумерование осуществляется из экранного меню командами Preprocessor - Numbering Ctrls - Element Reorder - Reorder by XYZ. После этого на экране появляется панель Reorder Element by Geometric Sort (рис. 4.23). В этой панели достаточно нажать кнопку ОК. В командной строке та же команда выглядит так: WSORT,ALL,0 MAX, .

Просмотр геометрической и конечно-элементной моделей

Сводка команд рисования объектов моделей на экране приведена в табл. 4.1, а сводка команд просмотра списка объектов моделей в специальных текстовых окнах - в табл. 4.2.



Выполнение расчета

Поскольку все необходимые нагрузки и закрепления уже заданы, достаточно запустить задание на счет командами экранного меню Solution -* Current LS. После этого на экране появляется панель Solve Current Load Step (рис. 4.24).


Рис. 4.24. Панель Solve Current Load Step

В этой панели необходимо нажать кнопку ОК. Через некоторое время на экране появляется сообщение: Solution is done! (Решение получено!), и можно переходить в постпроцессор для просмотра полученных результатов.

В командной строке та же команда выглядит так: SOLVE. В данном случае происходит запуск решения с установками по умолчанию, то есть статический расчет.

Просмотр результатов

В препроцессоре можно визуализировать и (или) просмотреть в специальных текстовых окнах перемещения, деформации и напряжения в элементах конструкции, реакции опор и другие результаты.

Наиболее просто осуществляется просмотр перемещений (деформированного состояния) конструкции. Данная операция доступна как из экранного, так из выпадающего меню. Из экранного меню General Postproc -* Plot Results -* Deformed Shape..., а из выпадающего меню Plot -* Results -* Deformed Shape...

После этого на экране возникает панель вида изображения деформированной конструкции Plot Deformed Shape (рис. 4.25). В этой панели имеются три переключателя: -

переключатель Def shape only - позволяет изобразить вид деформированной расчетной модели;

переключатель Def + undeformed - позволяет изобразить вид деформированной расчетной модели, наложенной на вид исходной;


Рис. 4.25. Панель Plot Deformed Shape




Т1МЕ=-1 PowetGL aph EFACET-1 AVRES=MaT DMZ - C40E-

PSCA

ZF =1 b64 A-3S-120 2 BUFFER

Рис. 4.26. Вид деформированной расчетной

модели фермы


LINE STRESS

MI N =-.173Е+07

ELEM=4

MAX =632959

ELEM=6

- W3E + 07 5Я - 146E+07 120E+07 94017?

переключатель Def + undef edge - позволяет изобразить вид деформированной расчетной модели, наложенной на схематично изображенную исходную (только ребра, без сетки КЭ). После выбора переключателя следует нажать кнопку ОК. При этом на экране появится требуемое изображение (с установкой Def + undef edge), показанное на рис. 4.26.

Из командной строки все это задается в виде: PLDISP,2.

К сожалению, изображение напряжений для моделей, собранных из КЭ стержней (и только для стержней) является несколько сложным из-за принципов хранения информации для стержней. Для изображения напряжений требуется ввести из командной строки следующее: ETABLE,A1,LS,1 ETABLE,A2,LS,1 PLLS,A1,A2

В этом случае на экране появится изображение, показанное на рис. 4.27.

Просмотр реакций опор в отдельном окне можно произвести и из экранного меню General Pdstproc - List Results - Reaction Solu..., и из выпадающего меню List - Results - Reaction Solntion...

После этого на экране возникнет панель List Reaction Solution (рис. 4.28). В этой панели можно указать оси, для которых приводятся реакции опор и моменты реакции в опорах

(если есть). РМ1ГШ!№Г,ГтШЯШШШШШШШШШШвШШШШЯВКЖЬ

Далее на экране возникает специальная текстовая панель, в которой приведены значения реакций. Из командной строки то же доступно командой PRRSOL.

Просмотр элементных результатов

-415795

-153607

106581

370770

63295S

Рис. 4.27. Вид напряжений в расчетной


Рис. 4.28. Панель List Reaction Solution



можно осуществить командами экранного меню General Postproc -> List Results ->Element Solution... или в выпадающем меню List ->Results ->Element Solution...

I ton tm la llacaK


N hi i h и ii* ili n. I tpjitn e lAtlC

\\ k.h> bllalll t *t ii

rjclinpci eilt G

*4#fc.3l 4 4i.4

№ Ч нити mr*,. mittr M. in falicitltos Mil laa Т-ЛТл 4.jur-S . > ,*t ПдиШ В 1ч1 far ma. aalaaj

Caiul

Halt)

Рис. 4.29. Панель List Element Solution

После этого появится панель выбора типа просматриваемых результатов List Element Solution (рис. 4.29). В этой панели надо выбрать, как показано на рис. 4.29, строку LineElem results и нажать кнопку ОК.

Из командной строки все описанное производится командой PRESOL,ELEM.

В специальной текстовой панели появится сводка напряжений и деформаций для всех элементов, входящих в расчетную модель. Сводка данных имеет следующий вид:

римг elem element solution per element

terjiiiiaani

фавр *амам\ль1лававяр(£

LOAD STEP 1 SOBSTEN I


llaapWaa laMaaf\faah-j*laaJ lib aiUiiaaailMnal Ul шшйи ыал . - -- мшкиАала -----Д- - ,апьававав-а*ъм1пв1 к а| Mdua таы|в лнапГгАааь!

saxl= -43034. epelaxl-- 0 000000 EPTHAXL- 0 000000 EPSVVAXL- 0 00ODOC E°INAXL С 000000

i al }l

В данном случае осевое напряжение обозначено аббревиатурой SAXL.

Таким образом, в ходе расчета фермы определен вид деформированной конструкции, напряжения и реакции в расчетной модели. На этом расчет фермы можно считать завершенным.



Расчет на прочность консольной балки

Геометрическая модель, описываемая в данной главе, не требует предварительных работ, проводимых средствами CAD, поскольку включает в себя одну линию и три точки. Эти объекты создаются средствами ANSYS.

Расчетная модель включает в себя специальные балочные конечные элементы и создается на основе заранее сделанной линии, строящейся по двум точкам, и дополнительной (ориентационной) точки.

Последовательность действий сводится к следующему:

1. Определение типа элемента, характеристик элемента, вида поперечного сечения (это отдельная операция) и материала.

2. Создание геометрической модели средствами ANSYS.

3. Создание расчетной модели.

4. Приложение нагрузок и закреплений.

5. Выполнение расчета.

6. Просмотр результатов.

7. Изменение сетки КЭ и повторный расчет (при необходимости).

Определение типа элемента, характеристик элемента, вида поперечного сечения и материала

Тип элемента задается практически так же, как и в предыдущей главе. Различие заключается в выборе типа элемента. В данном случае в панели Library of Element Types... следует выбрать элемент 188 в списке балочных (Beam) элементов, как это показано на рис. 5.1. После выбора типа элемента следует нажать на кнопку ОК.

Та же команда доступна из командной строки в следующем виде: ЕТ,1,ВЕАМ188.

Далее следует задать характеристики поперечного сечения балочного элемента аналогично тому, как это описано в предыдущей главе.


№ f - *Р>1у Cancel

*f--т-1 - -я-

Рис. 5.1. Панель Library of Element Types с выделенным элементом балки




Рис. 5.2. Панель Real Constant

Указанные характеристики задаются в окне, показанном на рис. 5.2. Число характеристик, задаваемых в данном окне, явно не соответствует по количеству числу характеристик сечения, к которому привыкли пользователи, ранее изучавшие курс Сопротивление материалов . Действительно, вместо таких характеристик плоского сечения балки, как площадь поперечного сечения, двух статических моментов, двух моментов инерции сечения и полярного момента инерции (всего шесть характеристик) в панели Real Constant имеются окна только на три характеристики. При этом задаются две сдвиговые жесткости сечения и добавочная масса. Но удивляться не следует: все необходимые характеристики плоского сечения будут указаны позже, при задании поперечного сечения элемента.

В данном случае достаточно определить только добавочную массу сечения. Эта характеристика позволяет учесть вес груза, присоединенного к балке и не участвующего в создании дополнительной жесткости (вроде налипшего льда, снега, пыли и т.п.). Если добавочной массы нет, окна следует оставить пустыми и нажать кнопку ОК.

Из командной строки характеристики сечения задаются в следующем виде: R,l, .

Свойства материала задаются аналогично описанному в главе 4.

Следующим очень важным шагом является задание вида сечения балки. Оно производится из экранного меню командами Preprocessor -> Sections -> Beam-Common Sectns...

В результате на экране возникает панель Beam Tool, рис 53 Панель Beam показанная на рис. 5.3. В этой панели указываются т00(






1 2 3 4 5 6 7 8 ... 22