- •Глава 5. Расчет переходных динамических процессов
- •5.1. Понятие переходного динамического процесса
- •5.3. Подготовка выполнения расчетов переходных процессов
- •5.4. Три метода расчета
- •5.4.1. Полный метод
- •5.4.3. Метод редуцирования
- •5.5. Выполнение расчета переходного динамического процесса полным методом
- •5.5.1. Создание модели
- •5.5.1.1. Напоминания
- •5.5.2. Приложение начальных условий
- •5.5.3. Назначение опций контроля расчета
- •5.5.3.1. Вызов диалоговой панели Solution Controls
- •5.5.3.2. Использование вкладки Basic Tab
- •5.5.3.3. Использование вкладки Transient Tab
- •5.5.4.1. Эффект изменения жесткости при приложении нагрузки
- •5.5.4.4. Опция демпфирования
- •Глава 6. Спектральные расчеты
- •6.1. Введение в спектральный анализ
- •6.2. Определение спектральных расчетов
- •6.2.4. Сравнение детерминированного и случайного расчетов
- •6.3. Последовательность выполнения спектрального расчета с единичной точкой нагружения
- •6.3.1. Создание модели
- •6.3.1.1. Напоминания
- •6.3.2. Проведение расчета собственных колебаний
- •6.3.3. Проведение спектрального расчета
- •6.3.4. Расширение форм
- •Глава 7. Расчет задач устойчивости
- •7.1. Определение понятия устойчивости
- •7.2. Типы выполняемых расчетов потери устойчивости
- •7.2.1. Нелинейный расчет потери устойчивости
- •7.2.2. Расчет устойчивости при помощи собственных значений
- •7.3. Команды, используемые при расчете потере устойчивости
- •7.4.Процедура выполнения нелинейного расчета устойчивости
- •7.4.1. Приложение приращений нагрузки
- •7.4.2. Автоматическое назначение шага по времени
- •7.4.3. Рекомендации
- •7.4.4. Напоминания
- •7.5. Процедура расчета устойчивости при помощи собственных чисел
5.4.3. Метод редуцирования
Редуцированный метод позволяет уменьшить размер задачи путем применения управляющих степеней свобод и редуцирования матриц. После вычисления перемещений для набора управляющих степеней свобод, комплекс ANSYS расширяет решение до полного набора исходных степеней свобод. Более подробное обсуждение редуцирования матриц см. в разделе 63.15 «Редукция матриц».
Преимуществами данного метода являются:
- метод работает быстрее и менее трудоемок, чем полный метод.
Недостатками метода редуцирования являются:
начальное решение вычисляется только в виде перемещений для набора управляющих степеней свобод; для вычисления полных перемещений, напряжений и усилий, требуется второй шаг. именуемый шагом расширения; однако, шаг расширения может быть необязательным для ряда задач;
элементные нагрузки (давления, температуры и так далее) не могут прикладываться; однако, допускается приложение ускорения;
все нагрузки должны прикладываться в указанных пользователем управляющих степенях свобод, что ограничивает применение нагрузок, приложенных к геометрической модели:
шаг интегрирования по времени остается постоянным в течение всего процесса, вследствие чего автоматическое назначение шага по времени не проводится;
единственной допускаемой нелинейностью является контакт узлов с узлами (условия зазора).
Информация о процедуре использования метода наложения форм содержится в разделе 5.7 «Выполнение расчета переходного динамического процесса методом редуцирования».
5.5. Выполнение расчета переходного динамического процесса полным методом
В данном разделе вначале приведено описание расчета переходного динамического процесса при помощи полного метода. Далее приведены отличия редуцированного метода и метода наложения форм.
Процедура использования полного метода при расчете переходного динамического процесса (применяемого в версиях комплекса ANSYS/Multiphysics. ANSYS/Mechanical и ANSYS/Structural) состоит из следующих главных этапов:
Создание модели.
Приложение начальных условий.
Назначение опций контроля расчета.
Назначение дополнительных опций расчета.
Приложение нагрузок.
Сохранение конфигурации нагрузок для текущего шага нагрузки.
Повторение этапов 3-6 для каждого шага нагрузок.
Сохранение резервной копии базы данных.
Вызов вычислений переходных процессов.
Выход из модуля расчета.
Просмотр результатов.
5.5.1. Создание модели
Первым шагом, требуемым при выполнении расчета переходного динамического процесса полным методом, является создание модели. На данном шаге следует определить имя задания (jobname) и заголовок, а далее использовать препроцессор PREP7 для указания типов элементов, геометрических характеристик элементов, свойств материалов и геометрии модели. Данные действия являются общими для большинства расчетных задач, и подробно объяснены в разделе «Создание модели» документа «Базовое руководство по использованию комплекса ANSYS». Более подробно вопросы создания моделей описаны в документе «Руководство по созданию моделей и сеток в комплексе ANSYS».
5.5.1.1. Напоминания
При создании модели для применения в расчете переходного динамического процесса полным методом следует помнить следующее:
допускается использование линейных и нелинейных элементов;
требуется указывать модуль Юнга ЕХ (или жесткость в иной форме) и плотность DENS (или массу в иной форме): свойства материалов могут быть линейными или нелинейными, изотропными или ортотропными. а также постоянными или зависящими от температуры.
Плотность сетки должна удовлетворять следующим требованиям:
вид сетки должен быть пригоден для получения собственных форм, соответствующих высоким значениям собственных чисел;
области, в которых распределения напряжений или деформаций вызывают повышенный интерес, должны иметь относительно подробную сетку, чем области, в которых определяется только распределение перемещений;
если требуется учет нелинейностей, сетка должна обеспечивать расчет таковых; например, наличие пластичности требует рационального размещения точек интегрирования (и. следовательно, достаточно подробной сетки) в зонах с высокими градиентами пластических деформаций;
- если исследуются эффекты, связанные с распространением волн (например, брус, падающий точно на торцевую грань), сетка должна быть достаточно подробной для расчета волновых процессов. В общем случае, в направлении распространения волны модель должна иметь как минимум 20 элементов.