/GO
DL,P51X, ,ALL,
Листинг П15.9. Описание граничных условий
При построении сеточной модели на объектах твердотельной модели (их три: внешнее кольцо статора, обкладка статора, ротор) используется КЭ Plane2. Выбор типа КЭ основывается на анализе геометрии исследуемой конструкции, имеющей криволинейные контуры. Данный тип КЭ является предпочтительным, т.к. имеет промежуточные узлы, что позволяет описывать нелинейные функции формы. КЭ треугольной формы с промежуточными узлами можно отнести к семейству лагранжевых КЭ, для которых базисные функции определены в виде полного полинома заданной степени, в отличие от эрмитовых элементов, для которых базисные функции строятся в виде неполного полинома, как правило, второй или третьей степени.
Для неоднородной конструкции перед построением сети необходимо назначить атрибуты КЭ, включающие такие характеристики, как номер типа КЭ и номер материала (листинг П15.10).
FLST,5,2,5,ORDE,2 |
! Выбор областей из стали |
FITEM,5,1 |
$ FITEM,5,-2 |
CM,_Y,AREA |
|
! Запись их в компонент |
ASEL, , , ,P51X |
! Селекция областей |
CM,_Y1,AREA |
! Запись их в компонент |
CMSEL,S,_Y |
$ CMSEL,S,_Y1 |
AATT, 1, , 1, 0, |
! Назначение атрибутов |
|
|
на областях |
CMSEL,S,_Y |
|
! ротора и внешнего кольца: |
|
|
! материал ¹ 1 (сталь) |
CMDELE,_Y1 |
$ CMDELE,_Y1 ! Удаление компонентов |
CM,_Y,AREA |
|
|
ASEL, , , , 3 |
! Селекция области обкладки |
CM,_Y1,AREA $ CMSEL,S,_Y $ CMSEL,S,_Y1 |
AATT, 2, , 1, 0, |
! Назначение атрибутов |
|
|
на области |
CMSEL,S,_Y ! обкладки статора: материал ¹ 2
CMDELE,_Y ! (резина)
CMDELE,_Y1 ! Удаление компонентов
Листинг П15.10. Назначение атрибутов КЭ на подобластях
Конечно-элементную сеть создаем методом свободной генерации. Перед этим назначаем ранее заданный уровень плотности сети, группируем области в компонент для согласования сети на противолежащих контактных частях контуров и запускаем генератор сети (листинг П15.11).
SMRTSIZE,Mesh_Level ! Установить уровень плотности сети
MSHKEY,0 |
|
! Выбрать свободный метод |
|
|
|
генерации сети |
FLST,5,3,5,ORDE,2 |
! Выбрать области |
FITEM,5,1 |
$ FITEM,5,-3 |
CM,_Y,AREA |
! Сгруппировать все области в компонент |
ASEL, , , ,P51X |
! |
для согласования сети |
CM,_Y1,AREA |
|
! |
на контактируемых поверхностях |
CHKMSH,’AREA’ |
|
|
CMSEL,S,_Y |
|
! Активировать области |
AMESH,_Y1 |
|
! Генерация сети |
Листинг П15.11. Генерация сети
Результат отработки алгоритма триангуляции при значении уровня плотности сети, равном 3, приведен на рис. П15.2.
Следующий этап: формирование контактных пар. Самый простой способ − выбрать в качестве контактной поверхности (более деформируемой или подвижной) линии контура резиновой обкладки статора, а в качестве целевой поверхности (менее деформируемой) выбрать линии контура стального ротора. Однако при этом на каждой итерации процесса решения задачи будут проверяться поля перемещений для каждого узла контактной поверхности с каждым узлом целевой поверхности, что значительно увеличит время расчета. Поэтому целесообразно вместо одной контактной пары создать несколько по числу предполагае-
мых пятен контакта. В данном случае можно создать 4 контактные пары в терминах контурных линий, как это показано на рис. П15.3 и в листинге П15.12. Можно еще оптимизировать процесс, если в каждой из выделенных пар сузить пятно контакта с помощью операций селекции узлов на линиях (см. прил. 12).
Рис. П15.2. Сеточная модель
Рис. П15.3. Контактные пары
! |
Формирование контактных пар |
CM,_NODECM,NODE |
! |
Компонент узлов |
CM,_ELEMCM,ELEM |
! |
Компонент элементов |
CM,_KPCM,KP |
! |
Компонент ключевых точек |
CM,_LINECM,LINE |
! |
Компонент линий |
CM,_AREACM,AREA |
! |
Компонент поверхностей |
CM,_VOLUCM,VOLU |
! |
Компонент тел |
MP,MU,2,0.05 |
! Задание коэффициента трения |
MAT,2 |
|
|
|
R,3 |
|
! Описание вещественных констант |
REAL,3 |
|
|
ET,4,169 |
! |
Задание типов контактных элемен- |
òîâ, |
|
|
|
ET,5,172 |
|
|
KEYOPT,5,9,0 |
! опций |
R,3, |
|
! и вещественных констант |
RMORE, |
|
|
RMORE,,0 |
|
|
RMORE,0 |
|
|
!Генерация целевой поверхности
CM,_TARGET,LINE ! Компонент «целевая поверхность»
TYPE,4 |
|
! в терминах линий |
NSLL,S,1 |
|
! Отбор узлов на этих линиях |
ESLN,S,0 |
|
! Отбор элементов на этих линиях |
ESURF,ALL |
|
|
|
CMSEL,S,_ELEMCM |
|
! Генерация контактной поверхности |
LSEL,S,,,1 |
|
|
|
CM,_CONTACT,LINE |
|
TYPE,5 |
|
|
|
NSLL,S,1 |
$ ESLN,S,0 $ ESURF,ALL |
ALLSEL |
$ ESEL,ALL |
|
ESEL,S,TYPE,,4 |
$ ESEL,A,TYPE,,5 |
|
ESEL,R,REAL,,3 |
$ ESEL,ALL |
|
ESEL,S,TYPE,,4 |
$ ESEL,A,TYPE,,5 |
|
ESEL,R,REAL,,3 |
|
|
CMSEL,A,_NODECM $ CMDEL,_NODECM |
$ CMSEL,A,_ELEMCM |
CMDEL,_ELEMCM |
$ CMSEL,S,_KPCM |
$ CMDEL,_KPCM |
CMSEL,S,_LINECM $ CMDEL,_LINECM |
$ CMSEL,S,_AREACM |
CMDEL,_AREACM |
$ CMSEL,S,_VOLUCM $ CMDEL,_VOLUCM |
CMDEL,_TARGET |
$ CMDEL,_CONTACT |
|
!Первая контактная пара сформирована
!Вторая контактная пара
CM,_NODECM,NODE $ CM,_ELEMCM,ELEM $ CM,_KPCM,KP CM,_LINECM,LINE $ CM,_AREACM,AREA $ CM,_VOLUCM,VOLU
MP,MU,2,0.05 |
|
|
|
|
MAT,2 |
|
|
|
|
|
R,4 $ REAL,4 |
$ ET,6,169 |
$ ET,7,172 |
KEYOPT,7,9,0 |
|
|
|
|
R,4,$ RMORE, |
$ RMORE,,0 |
$ RMORE,0 |
LSEL,S,,,7 |
|
|
|
|
CM,_TARGET,LINE |
|
|
|
TYPE,6 |
$ NSLL,S,1 |
$ ESLN,S,0 |
$ ESURF,ALL |
CMSEL,S,_ELEMCM |
|
|
|
LSEL,S,,,3 |
|
|
|
|
CM,_CONTACT,LINE |
|
|
|
TYPE,7 |
$ NSLL,S,1 |
$ ESLN,S,0 |
$ ESURF,ALL |
ALLSEL |
$ ESEL,ALL |
$ ESEL,S,TYPE,,6 |
ESEL,A,TYPE,,7 |
$ ESEL,R,REAL,,4 |
|
ESEL,ALL |
|
|
ESEL,S,TYPE,,6 |
$ ESEL,A,TYPE,,7 |
$ ESEL,R,REAL,,4 |
CMSEL,A,_NODECM |
$ CMDEL,_NODECM |
$ CMSEL,A,_ELEMCM |
CMDEL,_ELEMCM |
$ CMSEL,S,_KPCM |
$ CMDEL,_KPCM |
CMSEL,S,_LINECM |
$ CMDEL,_LINECM |
$ CMSEL,S,_AREACM |
CMDEL,_AREACM |
$ CMSEL,S,_VOLUCM $ CMDEL,_VOLUCM |
CMDEL,_TARGET |
$ CMDEL,_CONTACT |
|
!Вторая контактная пара сформирована
!Третья контактная пара
CM,_NODECM,NODE $ CM,_ELEMCM,ELEM $ CM,_KPCM,KP CM,_LINECM,LINE $ CM,_AREACM,AREA $ CM,_VOLUCM,VOLU
MP,MU,2,0.05 |
|
|
|
|
MAT,2 |
|
|
|
|
|
R,5 |
$ REAL,5 |
$ ET,8,169 |
$ ET,9,172 |
KEYOPT,9,9,0 |
|
|
|
|
R,5, |
$ RMORE, |
$ RMORE,,0 |
$ RMORE,0 |
! Генерация целевой поверхности |
|
LSEL,S,,,8 |
$ CM,_TARGET,LINE |
|
|
TYPE,8 |
$ NSLL,S,1 |
$ ESLN,S,0 |
$ ESURF,ALL |
CMSEL,S,_ELEMCM |
|
|
|
|
! Генерация контактной поверхности |
|
LSEL,S,,,4 |
$ LSEL,A,,,5 |
$ CM,_CONTACT,LINE |
TYPE,9 |
$ NSLL,S,1 |
$ ESLN,S,0 |
$ ESURF,ALL |
ALLSEL |
$ ESEL,ALL |
$ ESEL,S,TYPE,,8 |
ESEL,A,TYPE,,9 |
$ ESEL,R,REAL,,5 |
$ ESEL,ALL |
ESEL,S,TYPE,,8 |
$ ESEL,A,TYPE,,9 |
$ ESEL,R,REAL,,5 |
CMSEL,A,_NODECM |
$ CMDEL,_NODECM |
$ CMSEL,A,_ELEMCM |
CMDEL,_ELEMCM |
$ CMSEL,S,_KPCM |
$ CMDEL,_KPCM |
CMSEL,S,_LINECM |
$ CMDEL,_LINECM |
$ CMSEL,S,_AREACM |
CMDEL,_AREACM |
$ CMSEL,S,_VOLUCM $ CMDEL,_VOLUCM |
CMDEL,_TARGET |
$ CMDEL,_CONTACT |
|
!Третья контактная пара сформирована
!Четвертая контактная пара
CM,_NODECM,NODE $ CM,_ELEMCM,ELEM $ CM,_KPCM,KP CM,_LINECM,LINE $ CM,_AREACM,AREA $ CM,_VOLUCM,VOLU MP,MU,2,0.05
MAT,2 |
|
|
|
|
|
R,6 |
$ REAL,6 $ ET,10,169 |
|
|
ET,11,172 |
$ KEYOPT,11,9,0 $ R,6, |
$ RMORE, |
RMORE,,0 |
$ RMORE,0 |
|
|
|
! Генерация целевой поверхности |
|
|
LSEL,S,,,9 |
|
|
|
|
|
CM,_TARGET,LINE |
$ TYPE,10 |
|
|
NSLL,S,1 |
$ ESLN,S,0 |
$ ESURF,ALL $ CMSEL,S,_ELEMCM |
! Генерация контактной поверхности |
|
|
LSEL,S,,,6 |
|
|
|
|
|
CM,_CONTACT,LINE |
|
|
|
|
TYPE,11 |
$ NSLL,S,1 |
$ ESLN,S,0 |
$ ESURF,ALL |
ALLSEL |
$ ESEL,ALL |
$ ESEL,S,TYPE,,10 |
ESEL,A,TYPE,,11 |
$ ESEL,R,REAL,,6 |
|
$ ESEL,ALL |
ESEL,S,TYPE,,10 |
$ ESEL,A,TYPE,,11 $ ESEL,R,REAL,,6 |
CMSEL,A,_NODECM |
$ CMDEL,_NODECM |
$ CMSEL,A,_ELEMCM |
CMDEL,_ELEMCM |
$ CMSEL,S,_KPCM |
|
$ CMDEL,_KPCM |
CMSEL,S,_LINECM |
$ CMDEL,_LINECM |
$ CMSEL,S,_AREACM |
CMDEL,_AREACM |
$ CMSEL,S,_VOLUCM $ CMDEL,_VOLUCM |
CMDEL,_TARGET |
$ CMDEL,_CONTACT |
|
|
!Четвертая контактная пара сформирована
!Конец описания контактных пар
Листинг П15.12. Формирование контактных пар
Процессинг
В данной задаче нет необходимости устанавливать какие-либо дополнительные опции анализа, поэтому запуск программы на решение достаточно прост (листинг П15.13). Наличие контактных пар автомати- чески инициирует запуск итерационного метода, а нормы по сходимости, максимальное число итераций и другие параметры процесса, установленные по умолчанию, как правило, удовлетворяют требованиям к расчету.
FINISH |
! Выход из препроцессора |
/SOL |
! и переход в решатель |
Листинг П15.13. Процессинг
Постпроцессинг
При обработке результатов расчета с использованием итерационной или многошаговой процедуры выходные данные могут быть сохранены на каждом шаге или с периодичностью через заданное число шагов; по умолчанию сохраняются результаты только на последнем шаге. Отображаются поля искомых функций на деформированных формах конструкции в масштабе, автоматически назначаемом программой, для лучшей визуализации деформации модели (рис. П15.4). Если требуется получить изображение в реальной форме (масштаб 1:1), используйте настройки меню PlotCtrls или команду /DSCALE (листинг П15.14 и рис. П15.5). На рис. П15.5 представлены поля суммарных перемещений в конструкции; адекватность полученных результатов оценить несложно: наибольшие значения перемещений (деформаций, напряжений) возникают в зоне с наименьшим пятном контакта.
Рис. П15.4. Форма деформирования (в масштабе)
Рис. П15.5. Суммарные перемещения (в мм)
Рис. П15.6. Эквивалентные напряжения Мизеса (в МПа)
Рис. П15.7. Нормальные контактные напряжения (в МПа)
Рис. П15.8. Касательные контактные напряжения (в МПа)
