Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
Пермский государственный технический университет
Кафедра конструирования машин и сопротивления материалов
» из композиционных материалов, изготовленных способами и выкладки.
Расчет методом конечных элементов свойств эксплуатационных свойств изделий типа «лопасть» из композиционных материалов, изготовленных способами намотки и выкладки.
Сравнение
Л.П. Шингель свойств изделий типа «лопасть» из композиционных материалов, изготовленных способами намотки и выкладки.
Системы автоматизированного проектирования. Практическое руководство по решению задач с использованием пакета программ ansys
Издательство Пермского государственного технического университета
2009
УДК 004.9(03)
ББК 32.973
Р е ц е н з е н т ы:
Д-р техн. наук И. К. Березин
(Институт механики сплошных сред УрО РАН)
Д-р техн. наук, профессор Л. Д. Сиротенко
(Пермский государственный технический университет)
Системы автоматизированного проектирования. Практическое руководство по решению задач с использованием пакета программ ANSYS.
В данном руководстве в краткой и лаконичной форме изложены принципы расчета и основные приемы работы в пакете ANSYS: создание рабочей среды, выбор типа конечного элемента, задание характеристик материала, построение геометрической модели и разбиение ее на конечно- элементную сеть, задание приложенных нагрузок. Руководство предназначено для первоначального освоения пакета ANSYS. Для укрепления практических навыков предложен пример расчета напряженного состояния элемента конструкции при заданных условиях нагружения. Предложенные в пособии методы позволяют начинающим пользователям использовать возможности ANSYS для практических расчетов.
Оглавление:
1. Предисловие. 4
2. Основные этапы решения задачи. 5
2.1. Создание рабочей среды. 6
. Выбор типа элемента и задание характеристик материала. 8
. Построение геометрической модели (моделирование) рассчитываемого тела. 17
2.4. Разбиение полученной модели на конечно-элементную сеть. 29
2.5. Исключение возможных перемещений модели и задание приложенных нагрузок. 32 2.6. Запуск задачи на решение. 40
2.7. Вывод результатов решения в требуемом виде. 40
3. Выход из ANSYS. 43
4. Работа с использованием командного файла. 43
5. Пример 45
1. Предисловие.
Руководство предназначено для изучения и упражнения в решении 2х мерных задач теории упругости с использованием пакета программ ANSYS 5.7.3. Пакет ANSYS является одним из ведущих в мире пакетов, основанных на использовании метода конечных элементов (МКЭ). В данном пособии приведен только порядок решения задач, собственно МКЭ не рассматривается. В случае использования более поздних версий ANSYS все изложенные в пособии способы и методы решения задач полностью применимы. Следует отметить, что пакет ANSYS позволяет решать задачи теории упругости (статические, динамические, совместного действия тепловых и деформационных полей, контактные), тепловые (стационарные и нестационарные), гидроаэродинамики и движения потоков, пьезоэлектричества, электромагнетизма, акустики, распространения излучения и имеет аппарат для оптимизации решений.
Пакет содержит более 250 типов конечных элементов и несколько тысяч команд, что требует глубокого и серьезного изучения. Тем не менее, для решения задач определенного типа достаточно знать и уметь использовать 3…5 типов элементов и несколько десятков команд. Целью пособия является научить использовать в простейших случаях ANSYS лиц, впервые познакомившихся с этим пакетом.
В данном руководстве предлагается способ решения статических задач теории упругости, основанный на использовании командной строки и командного файла в формате Microsoft Word. Этот способ не единственный. В руководстве, входящем в состав программных средств ANSYS (на английском языке), рекомендуется использовать графический интерфейс пользователя, но при этом сложно исправлять ошибки и опечатки. В пособии использовано входящее в пакет ANSYS руководство пользователя в переводе автора.
2. Основные этапы решения задачи.
Предполагается, что пакет ANSYS инсталлирован и включен щелчком левой кнопки мыши по ярлыку ANSYS на рабочем столе, или выбором через «Пуск» пути: «Все программы» → «ANSYS5.7.3»→ «Interactive».
Процесс решения задачи условно можно разделить на следующие этапы:
Создание рабочей среды.
Выбор типа элемента и задание характеристик материала.
Построение геометрической модели (моделирование) рассчитываемого тела.
Разбиение полученной модели на конечно-элементную сеть.
Исключение возможных перемещений модели и задание приложенных нагрузок.
Запуск задачи на решение.
Вывод результатов решения в требуемом виде.
2.1. Создание рабочей среды.
При создании рабочей среды предполагается, что пакет ANSYS включен, как показано в п.2. При этом должна открыться следующая панель:
Для настойки рабочей среды в разделе Product selection необходимо выбрать щелчком левой кнопки мыши «ANSYS/Mechanical U»;
Далее, в разделе Working directory выбрать жесткий диск и раздел каталога, куда будут помещаться все служебные файлы ANSYS. Обзор для выбора можно получить щелчком левой кнопки мыши по кнопке «…». «Graphic device name» (имя используемого графического устройства) рекомендуется оставить «win32». «Initial jobname» (начальное имя задачи) может быть произвольным, как правило, его оставляют «file»;
В разделе «Memory requested (megabytes)» (требуемая память) в графе «for Total Workspace» (общая память) указывается общий объем выделенного дискового пространства в Мбайт, рекомендуется 100…300 Мб. В разделе «for Database» указывается объем дисковой памяти, отводимой для базы данных, обычно принимается половина общего объема;
В разделе «Read START.ANS file at start up?» (Считывать START.ANS при запуске?) оставить «Yes»;
В остальных разделах установки не менять. Таким образом, рабочая среда настроена и ее нужно включить. Делается это нажатием мышью кнопки «Run» (запуск). Кнопки «Close», «Reset», «Cancel», «About» означают соответственно «Закрыть», «Переустановить», «Отмена», «Помощь о… ».
После нажатия кнопки «Run» должна открыться панель:
основное
меню; командная строка; строка
меню;
В командах ANSYS безразлично, строчные или заглавные буквы, поэтому все набрано заглавными буквами.