1724

В принятой практике расчетов подобные оболочки рассматриваются как сплошные, не имеющие стыков. Сборка однослойных цилиндрических оболочек осуществляется из отдельных заготовок, при этом в местах их соединения друг с другом образуется поперечный стык с нахлестом .

В качестве базового конечного элемента (КЭ) при моделировании сбор-

ных однослойных цилиндрических оболочек в трехмерном пространстве правой декартовой системы координат необходимо использовать универсальный пластинчатый четырехузловой элемент.

С- от густоты сетки; с одной стороны сгущение сетки повышает точность расчета, другой стороны неограниченное сгущение сетки влечет за собой слабую обусловленность матрицы канонических уравнений и, как следствие,

Известно, что получение корректного решения при моделировании тон-

костенных геометр чески ортотропных оболочек в программных комплексах, реал зующ х МКЭ, является сложным вопросом, зависящим от многих слабо регул руемых факторов:

потерю точности; - от ф з ко-механ ческих свойств расчетной модели:

костями;

помощью прижимныхАшайб с прорезями под зиги. Прижимные шайбы ставятся, как правило, в каждую волну профиля что необходимо учесть при создании КЭ моделей.

- от геометрии конечных элементов – если стороны элементов сильно

различаются по длине.

Необходимо провести исследование, позволяющее обосновать размер

универсального пластинчатого четырехузлового элемента оболочки.

Крепление цилиндрических заготовок в опорных узлах, выполняется с Д

Контрольные вопросы к практической работе № 5

1)Предпосылки технической теории пологих оболочек. Разрешающая система уравнений, физический смысл входящих в нее величин.

2)Какая система усилий возникает в пологой оболочке?

3)Какими способами можно создать среднюю линию поперечного сечения арочного профнастила?

4)Как необходимо создавать КЭ модель цилиндрической геометрически ортотропной оболочки?

5)Существуют ли отличия поперечных сечений арочного и плоского профилированного листа? Например, Н60-1 и АН60-1.

6)Как при проектировании цилиндрических геометрически ортотропных оболочек из арочного профнастила учитывают ряд особенностей, обу-

словленных тонкостенностью профилей, их повышенной деформативностью, гофрировкой полки и стенок профиля при его вальцовке и т.п.?И

21

7) Особенности наложения граничных условий для данного типа задач. 8) Моделирование опорного узла геометрически ортотропной оболочки. 9) Расчет на местную устойчивость опорного узла незамкнутой геометри-

чески ортотропной оболочки.

10) Влияние краевого эффекта на значения напряжений и перемещений незамкнутой геометрически ортотропной оболочки.

13) Как была выбрана сетка КЭ в КЭ-модели цилиндрической геометриче-

ски ортотропной оболочки? при14) Что влечет за собой неограниченное уменьшение сетки КЭ в КЭ-

модели оболочки? Как был выбран оптимальный вариант разбиения на КЭ?

15) Прокоммент ровать полученные изополя перемещений. Как их ис-

ной оболочки из арочного профнастила с учётом поперечных стыков и соединительных элементов в поперечных стыках

Таблица 6.1. Исходные данные для моделирования незамкнутой цилиндрической геометрически ортотропной оболочки из арочного профнастила с учётом поперечных стыков и соединительных элементов в поперечных стыках

22

Теоретическиеположенияпомоделированиюцилиндрической геометрическиортотропнойоболочкиизарочногопрофнастила

сучётомпоперечныхстыковисоединительныхэлементоввпоперечныхстыках

В принятой практике расчетов подобные оболочки рассматриваются как сплошные, не имеющие стыков. Сборка однослойных цилиндрических оболочек осуществляется из отдельных заготовок, при этом в местах их соединения друг с другом образуется поперечный стык с нахлестом . Поперечные стыки влияют на напряженнодеформированное состояние оболочки, что необход мо уч тывать в расчетах.

Модел руются серединные поверхности заготовок, расстояние между кото-

контактных связей.

В настоящей ра оте представлен вариант учета податливости стыков посредством математ ческого моделирования сборных однослойных цилиндрическ х геометр ческиАортотропных оболочек на основе контактной краевой задачи конструкционного типа.

Особенностями расчетной схемы являлись моделирование условий контактного сопряжения заготовок о олочек и учет изменения этих условий при различных уровнях нагружения. Учтено трение и возможное проскальзывание листов цилиндрических заготовокДв стыках под нагрузкой.

Для данной краевой контактной задачи характерно наличие зон контакта переменной конфигурации. В расчетах учитывалось, что координаты узлов КЭ контактирующих поверхностей верхней заготовки должны быть всегда больше координат нижней, что физически обозначает исключение взаимо-

1.В КЭМ цилиндрических оболочекИиз двух и более заготовок расстояние между серединными поверхностями контактирующих элементов принималось равным толщине профиля;

2.Контактирующие узлы (кроме СЭ) и конечные элементы оболочки заранее неизвестны;

3.Трение между заготовками моделируется в соответствии с законом трения Кулона в классической формулировке;

4.Задача решается в упругой области;

5.Появление и исчезновение контактных зон (пар узлов, соединений) может иметь любую последовательность;проникновения

23

6.Возможно изменение условий сопряжения стыка от натяга до зазора и обратно на каждой из пар контактирующих поверхностей в процессе нагружения оболочки;

7.Моделируется сцепление и проскальзывание заготовок;

Кроме стандартных параметров контактной задачи, предложенных ПК « NX NASTRAN», при определении свойств контакта поверхностей было учтено:

• начальное положение контактирующих поверхностей необходимо вычислять с использованием координат узлов (опция «Calculated»);

10) Расчет на местную устойчивость опорного узла незамкнутой геометрически ортотропной оболочки.

11) В каком случае принято считать, что гофр оболочки потерял местную устойчивость?

12) Прокомментировать инженерную (упрощенную) методику определения критических напряжений потери местной устойчивости элементами гофра.

13) Влияние краевого эффекта на значения напряжений и перемещений незамкнутой геометрически ортотропной оболочки.

14) Влияет ли наличие поперечных стыков на значение перемещений? 15) Влияет ли наличие поперечных стыков на значение перемещений?

24

Тема: Резервуары. Конструктивные решения. Особенности Расчета

SAPR ЛИРА-САПР 2015 ЛИРА-САПР 2015. Этап 1. Создание новой задачи

Для создания новой задачи откройте меню Приложения и выберите

пункт Новый (кнопка на панели быстрого доступа).

В появившемся диалоговом окне Описание схемы (рис.6.1) задайте следующие параметры:

имя создаваемой задачи – Резервуар;

25

Создание стенок резервуара Вызовите диалоговое окно Поверхности вращения щелчком по кнопке

– Поверхности вращения (панель Создание на вкладке Создание и редактирование).

В этом диалоговом окне задайте параметры, необходимые для генерации цилиндра (рис.72):

радиус цилиндра - R = 2 м;

высота ц л ндра - H = 3 м;

разб вка стенки резервуара на конечные элементы по вертикали - n1 =

27

производится для сшивки совпадающих узлов и элементов, а также для безвозвратного исключения из расчетной схемы удаленных узлов и элементов).

Сохранение информации о расчетной схеме Для сохранения информации о расчетнойИсхеме откройте меню При-

ложения и выберите пункт

Сохранить (кнопка на панели быстрого доступа).

В появившемся диалоговом окне Сохранить как задайте: имя задачи – Пример6;

папку, в которую будет сохранена эта задача (по умолчанию выбирается папка – Data).

Щелкните по кнопке Сохранить.

Этап 3. Назначение локальной системы координат узлам расчетной схемы

28

Выделение узлов

Для назначения локальной системы координат, нужно отметить все узлы расчетной схемы, за исключением центрального узла днища с номе-

ром 301 (0;0;0).

Щелчком по кнопке – ПолиФильтр на панели инструментов Панель выбора (по умолчанию находится в нижней области рабочего окна) вы-

Сзовите диалоговое окно ПолиФильтр (рис.6.5).

и б А Д И

Рис.7.4. Диалоговое окно Упаковка

29

В этом окне установите флажок По номерам узлов и в соответствующем поле введите номера узлов 1 – 300.

После этого щелкните по кнопке – Применить.

Назначение локальной системы координат

После выделения узлов или элементов расчетной схемы для ленточного вида интерфейса выводятся контекстные вкладки ленты. Каждая из контекстных вкладок содержит операции, которые относятся к выделенным объектам или выбранной команде.

Контекстная вкладка закрывается по завершении работы с командой или снятии

выделения с объектов. Контекстные вкладки, предназначенные для работы с узлами или элементами схемы, содержат команды только по созданию

30