Sb98342

MP, EX, 1, 2E11 – модуль Юнга для материала со справочным номером 1 равен 2Е11;

MP, DENS, 1, 7800 – плотность для этого же материала равна 7800 ед.; MP, KXX, 3,43 – теплопроводность для материала со справочным номе-

ром 3 – 43 ед.

Кроме свойств в Y- и Z-направлениях (по умолчанию совпадают со значением в Х-направлении) многие другие свойства уже заведены, и по умолчанию предполагается, что, например, коэффициент Пуассона (NUXY) – 0.3, модуль сдвига (GXY) – EX/(2*(1+NYXY)) и излучательная способность – 1.

где Cn – коэффициенты; Т – температура.

Коэффициенты вводятся с использованием полей C0 , C1, C2 , C3 , C4 командой МР. Если определен только коэффициент C0 , свойство материала постоянно; если определены C0 и C1, то свойство меняется линейно, и т. д. Когда задается температурно-зависимое свойство, программа сама вычислит полином в дискретных точках температуры с линейной интерполяцией вне точек экстремума. Для задания свойств 2-го и высшего порядка при определении соответствующих температурных шагов используются команды MPTEMP или MPTGEN, которые должны быть заданы перед командой MP.

Второй метод определения температурно-зависимых свойств материалов заключается в использовании комбинации команд MPTEMP и MPDATA. MPTEMP (MPTGEN) задает серию температур, а MPDATA определяет соответствующие значения свойств материала. Например, следующие команды определяют температурно-зависимую энтальпию для материала 4:

MPTEMP,1, 1600, 1800, 2000, 2325, 2326, 2335, –

заданы 6 температур из положения 1;

MPTEMP, 7, 2345, 2355, 2365, 2374, 2375, 3000, –

21

6 следующих температур из положения 7;

MPDATA, ENTH, 4, 1, 53.81, 61.23, 68.83, 81.51, 81.55, 82.31 –

соответствующие значения ENTH;

MPDATA, ENTH, 4, 7, 84.48, 89.53, 99.05, 112.12, 113.00, 137.40

Если число точек данных свойств и температуры не совпадают, для таблицы свойств функции используются только те положения, которые имеют обе заданные точки. Чтобы определить различный набор температур для следующего свойства материала, следует сначала исправить текущую таблицу температур, используя команду MPTEMP (без аргументов), и затем задать новые температуры (используя дополнительные команды MPTEMP

или MPTGEN).

MPPLOT Команда MPPLOT рисует график зависимости свойств матеMPLIST риала от температуры. Рис. 4.1 показывает нарисованную командой MPPLOT кривую энтальпии как функцию от темпера-

туры. Команда MPLIST печатает свойства материалов.

ENTH

ENTH

100

TEMP

50

Рис. 4.1

О температурно-зависимых свойствах материалов можно сказать следующее:

1. Для изменения точки данных свойств на существующей кривой переопределите, используя команду MPDATA, точку с желаемыми данными на точку с соответствующим номером положения. Например, чтобы изменить значение ENTH в позиции 6 на кривой зависимости «энтальпия – температура» с 82.31 на 83.09, команда должна быть такой:

MPDATA, ENTH, 4, 6, 83.09

22

со свойством материала.

Например: чтобы изменить температуру в позиции 7 на кривой зависимости «энтальпия – температура» с 2345 на 2340, команда должна быть:

MPTEMP, 7, 2340 – меняет позицию 7;

MPDRES, ENTH, 4 – связывает ENTH для материала 4 с новой температурой.

Всякий раз, определяя температурно-зависимое свойство, команда MPDRES немедленно записывает пару данных (температура – свойство) в базу данных. Изменение точки данных температуры может изменить только будущее свойство материала, не влияя на уже существующее. Команда MPDRES изменяет уже записанное в базе данных свойство материала. Два дополнительных поля команды MPDRES позволяют изменить записанное свойство и записать его под новой меткой или новым справочным номером материала.

MPTRES Команда MPTRES позволяет восстанавливать таблицу температур существующих свойств материала из базы данных. В дальнейшем эти же точки данных температуры можно использовать для различных свойств.

2. Температурно-зависимые свойства материалов извлекаются из базы данных для счета по мере формирования матрицы элементов. Программа сперва вычисляет температуру в центре каждого элемента (для тепловых элементов – в точках интегрирования), определяет соответствующее значение свойства материала при помощи линейной интеграции таблицы «свойство – температура» и затем использует это значение для вычисления матрицы элементов. Если температура элементов выпадает из пределов табличных данных, допускается постоянное значение для свойства материала при предельном значении интервала.

MPWRITE Линейные свойства материала (либо температурноMPREAD зависимые, либо постоянные) могут быть записаны из базы CDWRITE данных в кодированный файл (MPWRITE) или читаться из кодированного файла в файл базы данных (MPREAD). Команда CDWRITE, MAT может быть использована для записи

как линейных, так и нелинейных свойств материала в файл.

23

Нелинейные свойства материала

Preprocess Нелинейные свойства материалов – это обычно таблич-

ные данные: пластичность (кривые – при различных зако-

териала – активизация таблицы данных с помощью команды

-зовать панель для ввода данных или набор команд. Рис. 4.2

Рис. 4.2

24

TBPLOT Команды TBPLOT и TBLIST позволяют проверить табTBLIST лицу данных с помощью экрана или листинга. Пример графиTBCOPY ка, построенного с помощью команды TBPLOT, показан на

рис. 4.3.

Рис. 4.3

Некоторые типы элементов могут иметь материал с анизотропными упругими свойствами, которые обычно вводятся в форме матрицы. Заметим, что эти свойства отличаются от свойства анизотропной пластичности, которая требует задавать различные кривые – в различных направлениях. Типы элементов, для которых может быть применимо свойство анизотропной упругости – SOLID64 (трехразмерные анизотропные тела), PLANE13 (двухразмерные тела со связанными полями), SOLID5 и SOLID98 (трехразмерные тела со связанными полями).

ТВ Процедура для задания анизотропных упругих свойств TBDATA материала подобна процедуре задания нелинейных свойств. TBLIST Сначала следует активизировать таблицу данных командой ТВ (с меткой Lab=ANEL) и затем определить члены матрицы коэффициентов упругости, либо при помощи панели, либо командой TBDATA. После заполнения таблицы командой TBDATA, можно проверить правильность введенных данных

командой TBLIST.

4.1.5. Создание геометрии модели

Цель этого этапа – создание конечноэлементной модели (узлов и элементов), которая адекватно описывает геометрию модели.

25

В ANSYS доступны следующие типы анализа: статика (установившийся режим), анализ переходных процессов, гармонический, модальный, спектральный, устойчивость и подструктуры. Не все типы анализа доступны для любой дисциплины. Например, модальный анализ недоступен для тепловой модели.

Опции анализа позволяют осуществлять настройку типа анализа. Существуют следующие типичные (общие) опции анализа: метод решения, включение (выключение) матрицы жесткости, опции Ньютона–Рафсона.

Solution Для определения типа анализа и его опций можно ис-

пользовать либо контрольную панель либо команду ANTYPE

казано слева. Заметим, что при команде By Panel появляется

щий шаг – приложение нагрузок. Некоторые типы структурно-

го анализа требуют перед этим установки других составляющих – таких, как мастер степеней свободы, условия зазора.

Затем выполняется задание источников. Слово «источник», используемое в этом руководстве, предполагает как внешние, так и внутренние нагрузки, а также граничные условия (ограничения, опоры, описание определения граничных полей).

Нагрузки в ANSYS разделены на 6 категорий: DOF Concstration, «Forces», Surface Loads, Body Loads, Inertia Loads, Coupled-field Loads.

27

Большинство из этих нагрузок может быть применимо либо к геометрической модели «solid model» (точки, линии, поверхности), либо к конечноэлементной модели (узлы и элементы).

Пользователю необходимо знать о двух понятиях, относящихся к нагружению: это шаг нагружения и шаг приращения. Шаг нагружения – это просто конфигурация нагрузок, для которых будет получено решение. В структурном анализе, например, можно на первом шаге нагружения приложить нагрузку ветра и на втором – гравитационную. Шаги нагружения также полезны для деления на несколько сегментов кривой кратковременной нагрузки.

ANTYPE, TRANS, TRNOPT, FULL, SSTIF, ON, NLGEOM, ON,

б

Рис. 4.5

28

Шаг приращения – часть шага нагружения. Они используются главным образом для точности и сходимости в кратковременном и нелинейном анализе. Шаг приращения также известен как шаг, взятый за определенный промежуток времени.

Опции шагов нагружения – число шагов нагружения, время окончания шага нагружения и контроль выхода – могут меняться от шага к шагу. В зависимости от задаваемого типа анализа опции шага нагружения могут быть необходимы или нет.

29