Задание нагружения

Задание нагружения завершает формирование конечно-элементной модели. В данном случае нагрузка приходится на центр притира, действующая сила равна 47, 0529Н. Так как мы рассматриваем один сегмент величиной в 1 градус, то F = 0,1307.

Д ля дальнейшего моделирования необходимо построить поверхность в сечении притира, так как нагрузка приложена не к узлам, а к поверхности. Для этого войдите в меню Geometry  Curve-Line  Coordinates или нажмите F9. Теперь поочередно выделите четыре узла. Вы получите четыре кривых:

Теперь зададим ассоциативную связь полученных кривых с узлами. Для этого выполните последовательность команд: Modify  Associativity  Node… Затем поочередно выбирайте каждый из четырех узлов и выберете следующее:

Теперь привяжем эти четыре узла к кривым (каждый узел будет иметь ассоциативную связь с двумя кривыми). Для этого выполните последовательность команд Modify – Associativity – Node…, затем выберете узел:

Н ажмите «ОK».

Затем в поле данных Operation выберете Attach to (присоединение), а в поле данных Geometry выберете Curve, затем выделете одну из кривых, принадлежащих этому узлу и нажмите «ОK». Теперь создана ассоциативная связь между узлом и кривой. Аналогичным образом ассоциируйте вторую кривую для данного узла, а затем кривые для оставшихся трех узлов.

Затем создайте поверхность из этих кривых: Geometry - Boundary Surface (ограниченная поверхность), выделите кривые и нажмите «ОK». Эту поверхность сделайте ассоциативной к четырем узлам (выберете четыре узла, затем в поле данных Operation выберете Attach to, а в поле данных Geometry выберете Surface, выделите полученную поверхность, нажмите «ОK»).

В ыполните команду Model  Load (нагрузка)  On_Surface (на поверхность). В окне “Create or activate Load Set” дайте название варианту нагрузки Title: load и нажмите «ОK». После появления окна выбора примитивов (поверхностей), выберите построенную поверхность. Нажмите «Ок».

В следующем окне задается тип и величину нагружения. В поле данных нагрузок выберите Force (сила), в поле данных Value (величина), области данных Load (нагрузка) поставьте величину силы 0,1307 в направлении противоположном Y.

Нажмите «ОK» и «Cancel».

Выполнение конечно-элементного анализа

Далее задайте данные для выполнения нелинейного решения: выполните последовательность команд Model, Load, Nonlinear Analysis (нелинейных анализ). В появившемся окне выделите опцию Static, далее нажмите кнопку Defaults (выставляет опции анализа по умолчанию). В поле данных Number of Increments (число приращений нагрузки) поставьте 1, и в поле данных Output Control, Intermediate: выберите 3. ALL. Нажмите «ОK».

Для Femap: зайдите в меню Model – Analysis, появится окно Analysis Set Manager, нажмите New. В следующем окне выберете:

Затем шесть раз нажмите кнопку Next, в окне Output Requests в поле Result Destination выберете пункт 3. Print and PostProcess как показано на рисунке:

Нажмите «ОK».

Модель полностью готова к анализу.

Обработка результатов расчета

После окончания расчетов программа дважды спросит: хотите ли вы загрузить результаты по различным видам напряжения? На оба вопроса ответьте – ДА. При окончании загрузки результатов, программа выведет окно, в которое поместит отчет о замечаниях, которые возникли у компьютера при анализе модели.

Отсутствие фатальных ошибок Fatal Errors говорит о том, что модель выполнена без грубых нарушений и пригодна для анализа. Warning Messages предназначены для того, чтобы обратить внимание расчетчика на то, например, что в модели существуют элементы не совсем корректной формы, и в связи с этим результат расчетов может быть не совсем точным. Стоит еще раз заметить, что правильная работа с сеткой очень важна и следует всегда стремиться к тому, чтобы в местах с высоким градиентом напряжений было сгущение сетки и, чтобы по возможности форма элементов была как можно ближе к идеальной. Information Messages служат для того, чтобы сообщить данные о ходе анализе и пр.

Чтобы увидеть эти сообщения нужно нажать кнопку Show Details, чтобы перейти к обработке результатов нажмите «Continue».

После завершения процесса анализа можно проводить обработку полученных результатов. Сначала модифицируйте изображение модели на экране. Для этого, нажмите CTRL-Q и, в появившемся окне, снимите «галочку» напротив “Load and Constraint OFF”, “Geometry OFF”, нажмите на кнопку Node (не показывать нагрузку, граничные условия, геометрию, узлы) и нажмите «Done».

Для отображения результатов, выполните последовательность команд View  Select и пометьте строчки так, как показано на рисунке.

далее нажмите кнопку “Deformed and Contour Data” и в следующем окне “Select PostProcessing Data” нажмите «ОK».

Нажмите «ОK» еще раз.

На экране появится изображение деформированного состояния. Цветами отображен уровень максимальных напряжений по абсолютному значению (VonMises) в твердом теле. Справа приведена шкала напряжений с числовыми значениями (в данном случае в МПа).

Ч тобы выполнить скругление уплотнительного кольца необходимо поставить точку посередине соприкасающейся поверхности. Geometry, Point метод Midpoint, выбираем верхнюю прямую, как показано на рисунке:

Далее строим окружность радиусом 100, проходящую через эту точку. Обрезаем линии, выходящие за границы кольца. Ставим точки под узлами, которые необходимо сместить Modify  Break.

Измеряем расстояние от узла, который необходимо сместить до точки, находящейся под ним Tools  Distance.

Следующий шаг – смещение узлов в точки на построенной окружности. Modify, Move By, Node. После чего задаем свойства Gap-элементов с названием Gap1. Model, Property. В поле Initial Gap вставляем измеренное расстояние. Далее выполняем последовательность команд Modify  Update elements  Property ID. Задаем Gap1, OK. Выполняем данные действия для оставшихся узлов. Далее проводим анализ, смотрим интересующие нас напряжения, перемещения.