Оглавление

Начало работы в Femap 7

РАбота 1. Линейный статический анализ консольной балки 8

В появившемся окне вместо All Vectors выберите 3…T2 Translation. Нажмите «ОK». 12

Работа 2. Анализ устойчивости консольной балки 14

Далее выполните команды View Redraw или нажмите Ctrl +D. 14

работа 3 . Моделирование простой балочной конструкции 16

работа 4. Статический расчет балки 20

работа 5. Пластина под воздействием гравитационного нагружения 26

работа 6. Пластина переменной толщины 36

Нажмите «ОK». 37

Нажмите «ОK». 37

Method: Equation or Constant 37

В меню View  Rotate (F8) выберите Trimetric  «ОK». 38

Теперь видно, что толщина пластины равномерно увеличивается. 38

38

работа 7. Статический анализ напряженно-деформи­рованного состояния подкрепленной пла­стины. 38

Нажмите «ОК». 39

Нажмите «OK». 40

Update End A и Set EndB = EndA 41

В данном окне нажмите Select All, затем нажмите «ОK». 42

В окне: 42

Nodal  Applied Load 42

Element  Force 42

Дважды нажмите «ОK». 42

При запросе о сохранении модели – ответьте Yes, введите имя файла Prim_7, Save. 42

работа 8. Совместное использование в одной конечно-элементной модели разных типов элементов 44

Зададим граничные условия, моделирующие жесткое закрепление опор пластины. С этой целью войдите в меню Model  Constraint (граничные условия)  Nodal (по узлам). 47

В появившемся окне в поле Title (заголовок) задайте произвольное название варианта граничных условий (например, Variant 1). Нажмите «ОK». 47

работа 9. Cтатический анализ напряженно-деформиро­ванного состояния ферменной конструкции 49

Задание свойств материала 49

Нажмите «Cancel». 50

работа 10. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЛОСКОЙ ФЕРМЫ 53

работа 11. Моделирование объемной детали 58

Нажмите кнопку «ОK». На вопрос об удалении плоских элементов ответьте ДА. 59

На этом выполнение примера можно закончить. 60

работа 12. Расчет объемного (Solid) тела на примере статического расчета 61

РАБОТА 13. Расчет сложного объемного (Solid) тела на примере статического расчета прочности трубопровода 69

Пример 14. Контактная задача расчета посадки деталей с натягом 80

РАБОТА 16. моделиРОВАНИЕ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ уплотнительного кольца и диска притира 101

Оценка погрешности расчетной модели 124

Приложение 1 126

Приложение 2 129

ВВедение

Femap – это система, основанная на методе конечных элементов и предназначенная для расчета статических напряжений и деформаций, устойчивости, определения собственных частот и форм колебаний, анализа тепловых установившихся и переходных процессов, а также задач статики и динамики в нелинейной постановке для широкого класса машиностроительных и других конструкций. Femap сочетает в себе мощные аналитические возможности процессора MSC/NASTRAN и легкость работы с графическим пользовательским интерфейсом среды Windows.

Геометрические модели для Femap, являющиеся основой конечно-элементных моделей, можно формировать как с помощью препроцессора самой системы, так и импортировать их из какой-либо другой CAD-системы, с которой Femap имеет интерфейс (форматы: DXF, IGES, ACIS, Parasolid, стереолитография). В любом из этих случаев система обеспечивает генерацию полной конечно-элементной модели на базе заданной геометрии. Возможности генерации конечно-элементных сеток (КЭС) в препроцессоре системы варьируются в широких пределах: от формирования сеток вручную, на основе указанных опорных точек, до полностью автоматической генерации сетки для сложных частей геометрической модели.

Необходимые для проведения анализа характеристики материалов и балочных сечений могут задаваться пользователем самостоятельно или выбираться из соответствующих библиотек, имеющихся в системе. Предусмотрена возможность моделирования практически всех типов материалов, включая композиты, гиперупругие и другие современные материалы.

Для моделирования внешних факторов, оказывающих влияние на конструкцию, в системе имеется большой выбор способов нагружения и закрепления конечно-элементной модели.

Кроме того, система может работать и с уже готовыми конечно-элементными моделями, которые были сформированы с помощью других систем и переданы в Femap с использованием соответствующих интерфейсов.

Перед проведением какого-либо расчета необходимо быть уверенным в правильности сформированной модели. Поэтому в Femap предусмотрен постоянный контроль процесса моделирования, который помогает избежать проникновения ошибок в создаваемую модель. Достигается это посредством визуальной обратной связи системы с пользователем. Кроме того, Femap располагает развитым набором средств для выявления и устранения ошибок, которые трудно или невозможно заметить визуально. Так Femap позволяет выявлять совпадающие (сдублированные) геометрические объекты, обнаруживать неправильные соединения элементов, рассчитывать массовые и инерционные свойства, оценивать условия закрепления модели. Каждый из этих методов может быть использован в любое время для обнаружения потенциальных ошибок, которые могут привести к ненужным временным и материальным затратам.

По окончании процесса формирования модели, с помощью системы Femap можно осуществить ее конечно-элементный анализ, построенный на алгоритмах, которые обеспечивают максимальную точность, скорость и достоверность решения.

Постпроцессор системы Femap располагает мощными средствами визуализации, позволяющими по завершении расчетов быстро обрабатывать полученные результаты, а также рядом инструментов для дальнейшей численной обработки этих результатов. Все существующие типы результатов можно изображать также в виде изолиний, а некоторые в виде эпюр и векторов. Любой тип данных может быть представлен и в форме графиков. Кроме того, Femap позволяет линейно объединять результаты предыдущих вариантов расчета, а также решать заданные пользователем уравнения.

Перед началом работы с системой необходимо отметить, что в ней нет привязки к какой либо системе единиц измерения и пользователь сам должен с этим определиться.

Обратите внимание на то, что Femap предполагает использование согласованной системы единиц измерения. Поэтому необходимо следить за тем, чтобы в одной модели не происходило их смешение (например, использование сантиметров и метров в одной задаче недопустимо и др.)