Сборник лабораторных работ МиМАПР

Задание геометрических форм объекта, свойств материала, граничных условий и типов конечного элемента. Подменю Preprocessor.

Меню препроцессора

Задаем геометрию объекта.
1. Задаем ключевые точки (Keypoints) через которые будут проходить линии нашего объекта.

Примечание: возьмите себе за правило нумеровать точки против часовой стрелки, в данном случае нумерация не критична, но все равно стоит о ней помнить

Выбираем пункт Modeling->Create->Keypoints->In active CS, в появившемся окошке указываем номера точек и их координаты(следует задавать только координаты X, Y, так как у нас плоская задача).

В соответствии с нашей задачей необходимо задать следующие точки:

Номер X Y

1 .000 .000

2 20.0 .000

3 48.3 .000

4 48.3 20.0

5 20.0 48.3

6 .000 68.3

7 .000 48.3

8 .000 20.0

В окне Ansys Graphics должно быть следующее

Примечание: В меню Plot и PlotCtrls Вы можете управлять отображением и нумерацией элементов(линий, площадей, объемов, узлов, конечных элементов и др.)

Примечание: при работе с графическим интерфейсом AnSys цвет фона окна черный, подобные изображения можно получить при отображении в файл, для этого Plot Ctrls-> Hard Copy-> To File.

Соединим прямыми линиями точки 2-3, 3-4, 5-6, 7-8, 8-9. Для этого Create->Lines->Straight Line, попарно выбираете точки через которые следует провести прямую.
Создадим нужные дуги. Для этого Create->Arcs->By End KP’s and Radius. Выбираете две точки, через которые пройдет дуга(затем ОК в появившемся окне) и точку центра окружности(снова ОК). Задаете радиус окружности.

В нашем случае требуется сделать три дуги с точкми на дуге 9-2, 4-5, 6-7 и центрами 1, 3, 8 соответсвенно. Радиус окружности равен 20.

Окно Ansys Graphics после пунктов 1.1.2 и 1.1.3.

Примечание: Для удаления объектов (любого типа) используйте пункт Modeling->Delete. Далее выбираем тип объекта, приставка and below означает что вместе с объектом будут удалены и все образующее его объекты, для удаления объекта помечаем его и нажимаем кнопку ОК.

Определим площадь через заданные линии. Для этого Create->Areas->Arbitrary-> By Lines. Выделяете все линии нажимаете ОК в появившемся окошке.

Должно получится следующее:

Теперь у нас определена геометрия наше пластины.

Определение типа конечного элемента и свойств материала
1. определим тип конечного элемента. Для этого Element Type->Add/Edit/Delite, в появившемся окне Add. В окне выбора типа элементов

выбираем Solid, далее в правом окошке Triangle 6node 2(шестиузловой треугольник).

Определим свойства элемента. В окне Element types,

кнопка Options. В пункте Element behavior выбираем Plane stress w thk( т.е рассматриваем плосконапряженную пластину с толщиной).

В меню препроцессора выбираем Real Constants->Add, выбираем наш конечный элемент(он там один) ОК. В окне задаем толщину нашей пластины.
Определение свойств материала.

Меню препроцессора Material Props->Material models, в появившемся окне выбираем последовательно Structural->Linear->Elastic->Isotropic, затем двойной клик.

задаем модуль упругости(EX) и коэффициент Пуассона(NUXY).

Примечание: Также можно выбирать другие типы конечных элементов, такие как четырех- и восьми узловой прямоугольник

Разбиение на конечные элементы.

Меню препроцессора Meshing->Mesh->Areas->Free выделяете нашу область и нажимаете ОК. После этого картинка должна выглядеть примерно так:

На этом описание геометрических форм объекта можно закончить.

Нанесение граничных условий(меню препроцессора Loads)

В соответствии с нашей задачей, у нас есть закрепления по осям X и Y(displacement), сила приложенная к точке(Force/Moment), а также распределенная нагрузка(pressure), приложенная к линии.

Начнем с закреплений.

1.4.1 Нанесение закреплений. Нам необходимо закрепить узлы, лежащие на линиях 4 и 5, по X, и узлы на линиях 1 и 2 по Y. Для этого Loads->Apply->Structural ->Displacement->On nodes, помечаем все узлы на линиях 4,5(1,2) и нажимаем ОК. В появившемся окне

помечаем UX или UY, соответственно, затем ОК. После нанесения закреплений картинка должна выглядеть следующим образом:

1.4.2 Нанесение силы приложенной в точке. Для этого Loads->Apply->Force/Moment-> On Nodes, выбираем узел к которому приложена сила, ОК, В появившемся окне

выбираем ось, по которой будет приложена сила и указываем ее значение.

1.4.3 Нанесение распределенной нагрузки. Так как, в нашем случае распределенная нагрузка, приложенная к линии 3(см. выше) изменяется от 0 до q, воспользуемся командой системы AnSys. Вид команды:

SFL, Line, Lab, VALI, VALJ, VAL2I, VAL2J

Line – номер линии

Lab – указать pres(давление)

Значение давления в первой и второй ключевых точках, образующих линию, определяются параметрами VALI и VALJ для Lab=pres значения VAL2I и VAL2J не указываются.

Примечание: В нашем случае, давление надо указывать с отрицательным знаком.

На этом процесс моделирования можно заканчивать, в результате всего можно увидеть следующее:

Содержание