ANSYS

6. Зададим размеры и форму поперечного сечения балки

ANSYS Main Menu → Preprocessor → Section → Beam → Common Section

В открывшемся окне выберем форму поперечного сечения балки (Sub-Type) – прямоугольник, и зададим размеры сечения, пользуясь схематическим изображением сечения балки.

7. Теперь зададим свойства материала балки

ANSYS Main Menu → Preprocessor → Material Props → Material Models Structural → Linear → Elastic → Isotropic

31

8. Зададим размеры КЭ

ANSYS Main Menu → Preprocessor → Meshing → Size Cntrls → Manual Size → Global →

Size

*Также возможно задавать разбиение количеством элементов, путем задания параметра

NDIV.

9. Теперь разобьем линию на КЭ выполнив команду

ANSYS Main Menu → Preprocessor → Meshing → Mesh → Lines

и выделив линию

*Для отображения сетки Plot → Elements

*Для отображения номеров элементов PlotCtrls → Numbering…

Задав параметру Element/Attrib numbering значение Element numbers из списка.

10. Задание граничных условий и нагрузок

Зададим граничные условия (жесткая заделка в точке 1)

ANSYS Main Menu → Solution → Define Loads → Apply → Structural → Displacement →

On nodes

Отметить узел в точке 1, в открывшемся окне выбрать All DOF (все степени свободы).

32

Зададим нагрузку (сосредоточенная сила на свободном конце балке)

ANSYS Main Menu → Solution → Define Loads → Apply → Structural → Force/Moment →

On Nodes

Отметить узел в точке 2, в открывшемся окне выбрать направление действующей силы Fy, и задать значение – LOAD

11.Теперь можно приступить к решению задачи

ANSYS Main Menu → Solution → Solve → Current LS

12.Обзор результатов

Загрузка матрицы результатов

ANSYS Main Menu → General Postproc → Read result → First set

Отображение деформированного состояния балки

ANSYS Main Menu → General Postproc → Plot results → Deformed Shape →

Def+undeformed OK

Вывод таблицы прогибов

ANSYS Main Menu → General Postproc → List results → Nodal solution

DOF solution → Y-Component of displacement

33

Появится таблица перемещений узлов.

Для просмотра деформированного состояния балки

ANSYS Main Menu → General Postproc → Plot Rresults → Deformed Shape

Выбрать Def + undef edge (деформированное и не деформированное состояние балки)

13. Построение эпюр

Эпюра изгибающих моментов Из матрицы результатов выгрузим матрицу изгибающих моментов

ANSYS Main Menu → General Postproc → Element table → Define table Add… → By sequence num, SMISC, 3 Для левого узла элемента

16 Для правого узла элемента

Построение эпюры

ANSYS Main Menu → General Postproc → Plot result → Contour plot → Line Element Res

34

SMISC 3, SMISC 16

В итоге получится следующая эпюра:

1

LINE STRESS

STEP=1

SUB =1

TIME=1

SMIS3 SMIS16 MIN =-37500 ELEM=1

MAX =.103E-08 ELEM=10

Y

Z X

-37500 -33333 -29167 -25000 -20833 -16667 -12500 -8333 -4167 .103E-08

Содержание отчета:

1.Включить в отчет эпюры перерезывающих сил (SMISC 6, SMISC 19), изгибающих моментов полученные в программном комплексе ANSYS.

2.Произвести расчет для исходных данных с применением справочников строительной механики (См. далее).

3.Произвести расчет в матричном виде методом конечных элементов (см. пример стр. 14) для условий из Расчетно-графической работы №1 курса Строительной механики корабля.

4.Определить отклонение результатов расчетов полученных в ANSYS, в матричных вычислениях МКЭ относительно случая использования аналитических решений.

*Выдержка из справочника по строительной механике корабля [10].

35

1. Ввод переменных и контроль введенных данных

ANSYS Utility Menu → Parameters → Scalar parameters

2. Геометрию балки зададим при помощи ключевых точек

ANSYS Main Menu → Preprocessor → Modeling → Create → Keypoints → In Active CS

Результат построения точек

1

5

37

3. Соединим последовательно ключевые точки линиями

ANSYS Main Menu → Preprocessor → Modeling → Create → Lines → Lines → Straight line

Результат построения линий

1

Указать последовательно построенные ключевые точки.

*Для отображения линий выполните команду ANSYS Utility Menu → Plot → Lines *Для отображения номеров линий необходимо выполнить команду

ANSYS Utility Menu → PlotCtrls → Numbering… и отметить пункт Line numbers

4. Зададим направление ориентации поперечного сечения рамы

ANSYS Main Menu → Preprocessor → Meshing → Mesh Attributes → Picked Lines

Выберем линию №1 (соединяющую точки 1 и 2) В появившемся окне выберем пункт:

После нажатия Ok выберем точку 6.

Проделаем эту операцию для линий 2 — 5, соответственно выбирая точки Для линий 2 и 3 – точка 1, для линий 4 и 5 – точка 2.

5. Зададим тип и свойства КЭ

ANSYS Main Menu → Preprocessor → Element type → Add/Edit/Delete → Add…

В появившемся окне выбрать балочный элемент №188

Beam → 3D finite strain 2 node 188

38

После этого должна появиться запись Type 1 Beam188.

После нажатия на кнопку Option появится окно свойств элементов

Где установить Element behavior (Поведение элемента) → Quadratic Form (Криволинейная форма 2-го порядка)

6. Теперь зададим свойства материала балки

ANSYS Main Menu → Preprocessor → Material Props → Material Models Structural → Linear → Elastic → Isotropic

39

7. Зададим размеры и форму поперечного сечения балки

ANSYS Main Menu → Preprocessor → Section → Beam → Common Section

Нажав на кнопку Preview можно увидеть изображение заданного сечения построенного в масштабе, а также его геометрические характеристики

40