1. Запуск Ansys.
Запустить ANSYS Product Launcher, появится окно.
Во вкладке Launch в строке Simulation Environment выбираем из падающего списка Ansys. В строке License - Ansys Multiphisics. Далее переходим во вкладку File Management, указываем рабочую директорию и имя файла. Рабочий каталог находится на C:Ansys_1, а название базы данных Мodel.
Далее нажимаем Run (Запуск задачи).
2. Установка фильтров меню.
Данная операция позволяет исключить из всех меню Ansys пункты, не относящиеся к типу анализа решаемой задачи. Для этого в главном меню Main Menu (M_M) выбираем Preferences. В открывшемся окне Рисунок 3 .33 отмечаем Structural, нажимаем Ok.
Рисунок 3.33. Установка фильтров меню
3. Назначение типов конечных элементов (кэ) и их особенности.
Тип КЭ определяет число степеней свободы, его форму (одномерный, треугольный, четырёхугольный и др.), размерность КЭ (линейный, изопараметрический). Для конечно-элементной модели (КЭМ) структуры ПКМ выбираем плоский четырёхугольный 4-узловой элемент с функцией формы второго порядка Plane 182.
Используют такую запись: сначала указывают из какого меню будет выполнена команда(M_M: или U_M:, где M_M - это Main Menu, U_M - Utility Menu), далее записываются выполняемые команды по порядку.
Для выбора КЭ. Выполняем следующие действия. M_M: Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete.
Нажимаем кнопку Add (добавить новый тип КЭ).
Рисунок 3.34. — Выбор конечных элементов
В левом окне (в библиотеке элементов Рисунок 3 .34) выбираем Structural Solid.
В окне Selection указываем Quad 4 node 182 и нажимаем ОK.
Закрываем окно Close.
4. Определение свойств материала модели
Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models
Задаём упругие константы для наномодифицированной матрицы ПА-6 полученные расчётным путём из уравнений (3.1) и (3.2). На правой стороне окна «Define Material Model Behavior» Рисунок 3 .35 двойной клик на ‘Structural’, затем ‘Linear’, затем ‘Elastic’, и на ‘Isotropic’.
Рисунок 3.35. Задание свойств материала
В открывшемся окне пишем (Рисунок 3 .36) значения модуля Юнга (EX = 6E9 Па) (параметры материала задаются в системе СИ), и коэффициента Пуассона (PRXY = 0.27) для нашего материала.
Рисунок 3.36. Ввод данных для изотропного материала
Нажмите ОК в окне «Define Material Model Behavior»
5. Задаём упругие константы для стеклянного волокна (Рисунок 3 .37). Для этого создаём Material Model Number 2 - U_M - Utility Menu > Material >New Material. На правой стороне окна «Define Material Model Behavior» двойной клик на ‘Structural’, затем ‘Linear’, затем ‘Elastic’, и на ‘Orthotropic’.
Рисунок 3.37. Выбор нового материала
Далее в поле EX, EY, EZ вводим (Рисунок 3 .38) значения модуля упругости первого рода, в поле PRXY, PRXZ, PRYZ коэффициент Пуассона, в поле GXY GYZ GXZ вводим значения модуля упругости второго рода. Нажимаем ОК.
Рисунок 3.38. Ввод данных для ортотропного материла
Все введённые данные находятся в оперативной памяти компьютера. Для их сохранения в файл "Model_1" на инструментальной панели выбрать Toolbar (TB):Save_db.
6. Создание геометрической модели.
Создание блока волокна и матрицы в соответствии с объёмным содержанием в глобальной системе координат (Рисунок 3 .39).
Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas> Rectangle>by Dimensions
Рисунок 3.39. Геометрическая модель.
7. Присвоение блокам свойств волокна и матрицы
М_М: Preprocessor>Meshing>Mesh Attributes>Picked Ar ea.
Последовательно присваиваются значения упругих констант и назначается выбранный конечный элемент плоскостям, моделирующим компоненты ПКМ.
8. Разбиение модели на КЭ.
Установка глобального размера КЭ:
М_М: Preprocessor>Meshing>Mesh Tool.
В поле Smart size ввести уровень точности - 2, отметить Global-Free и ОК.
Нанесение конечно-элементной сетки:
M_M: Preprocessor->Meshing->Mesh->Areas->Free.
Нажать Picked Area для выбора блоков модели. На Рисунок 3 .40 представлена КЭ модель
Рисунок 3.40 Конечно-элементная модель
9. Задание граничных условий.
9.1 Перемещения (Displacement) на верхней и нижней границах модели: М_М: Preprocessor>Define Loads>Apply>Structural>Displacement>On Nods.
Отметить все узлы конечно элементной модели по горизонтальной линии нижней границы модели и нажимаем ОК.
Выбрать строку UY ( перемещения по оси Y).
Ввести 0 в поле Value (определить для всех узлов нулевые перемещения).
Отметить все узлы конечно элементной модели по горизонтальной линии верхней границы модели и нажимаем ОК (Рисунок 3 .41).
Выбрать строку UY ( перемещения по оси Y).
Ввести абсолютное значение перемещения верхней границы модели соответствующее относительному удлинению стеклянного волокна при разрыве в поле Value рис.9 (определить для всех узлов положительное перемещение).
.
Рисунок 3.41. Точки закрепления