1.5 Комплекс метода конечных элементов ansys
ANSYS
— универсальная программная система
конечно-элементного (МКЭ) анализа,
существующая и развивающаяся на
протяжении последних 30 лет, является
довольно популярной у специалистов в
сфере автоматических 
инженерных
расчётов (CAE,
Computer-AidedEngineering)
и КЭ решения линейных и нелинейных,
стационарных и нестационарных
пространственных задач механики
деформируемого твёрдого тела и механики
конструкций (включая нестационарные
геометрически и физически нелинейные
задачи контактного взаимодействия
элементов конструкций), задач механики
жидкости и газа, теплопередачи и
теплообмена, электродинамики, акустики,
а также механики связанных полей.
Моделирование и анализ в некоторых
областях промышленности позволяет
избежать дорогостоящих и длительных
циклов разработки типа «проектирование
— изготовление — испытания». Система
работает на основе геометрического
ядра Parasolid.
Программная система КЭ анализа ANSYS разрабатывается американской компанией ANSYSInc.. Компания также выпустила другие системы КЭ моделирования, в том числе DesignSpace, AISolutions (NASTRAN, ICEMCFD); предназначенные для использования в более специфических отраслях производства.
Для начала, загружаем созданные ранее модели в систему ANSYSи соединяем два твердых тела (тело трубы и отвод). Соединение проводится сваркой, (Рис. 4.4.) с параметрами, приближенными к реалиям, с использованием функции Bounded.
После соединения, наносится сетка (Mesh)на тело, с учетом того, что часть тела трубы имеет форму низкого порядка, а «колено» высшего. (Рис. 4.5.)
Построение расчетной сетки является неотъемлемой частью процесса численного моделирования. Качество расчетной сетки оказывает влияние на точность получаемых результатов, сходимость процесса и на время, необходимое для решения задачи. Время, затрачиваемое на создание сеточной модели зачастую соизмеримо со временем, уходящим на весь процесс моделирования.
Таким
образом, автоматизированные и качественные
инструменты для построения расчетных
сеток, позволяют получать быстрое и
адекватное решение.
Компания ANSYS, Inc. предлагает несколько программных продуктов для построения расчетных сеток. Наиболее универсальным сеточным препроцессором является ANSYS Meshing, который представляет широкий набор инструментов для создания расчетной сетки как в автоматическом режиме, так и при ручном определении параметров сетки. ANSYS Meshing позволяет строить сетки как для задач аэро- и гидродинамики, так и для задач механики деформируемого твердого тела (МДТТ).
Для дискретизации расчетных областей со сложной геометрической топологией можно использовать программный комплекс ANSYS ICEM CFD, состоящий из двух базовых модулей: Tetra/Prism и Hexa. Первый модуль генерирует высококачественные сетки на основе тетраэдров, второй модуль – структурированные сетки на основе блочных топологий.
При расчете напряженно деформированного состояния ANSYS Meshing является предпочтительным сеточным генератором, позволяющим строить тетраэдральную сетку с использованием элементов второго порядка для геометрических моделей высокой сложности. Благодаря технологии автоматической настройки и отслеживания контактных взаимодействий, даже пользователи со слабой подготовкой могут моделировать сложные физические явления. Кроме того, пользователи могут создавать гексаэдральные сетки используя один из семи методов, в зависимости от типа модели.
Ниже приведены некоторые из технологий, которые помогают выполнять расчеты НДС и явной динамики:
Автоматическое отслеживание контакта.
Автоматическое создание сеток для оболочечных и балочных конструкций.
Редактируемые контактные связи.
Быстрое создание расчетной сетки для CAD модели.
Создание расчетной сетки для контактирующих абсолютно жестких тел.
Адаптация сетки на основе решения.
Создание расчетной сетки для прокладок.
Создание сетки для тонких и оболочечных элементов.
Согласование сетки на условиях периодичности.
Следующим этапом создания нагруженной модели, является закрепление концов твердого тела. Задание граничных условий (ограничений) – необходимый этап конечноэлементного анализа. Число граничных условий для модели должно быть достаточным для расчета распределений всех неизвестных величин. Граничные условия в Workbenchзадаются в разделе Supportsпанели инструментов Environment. В данном случае, была применена жесткая заделка – FixedSupport.
2 Расчет НДС мачты ВС-40-ВО/16-III+МЛ-27Ф