FINISH |
! Выход из решателя |
/POST1 |
! и переход в основной постпроцессор |
SET,LAST |
! Считывание последнего шага |
/DSCALE,1,1.0 |
! Настройка отображения результатов |
|
|
! в масштабе 1:1 |
PLNSOL,U,SUM,0,1 ! Отображение поля суммарных перемещений
Листинг П15.14. Постпроцессинг
В данной задаче среди результатов расчета в первую очередь интерес представляют поля эквивалентных напряжений по Мизесу (рис. П15.6), контактные нормальные (рис. П15.7) и касательные (рис. П15.8) напряжения.
Приложение 16
Моделирование деформирования образцов при растяжении в упругопластической постановке
Постановка задачи
Рассматривается задача численного моделирования деформирования серии стандартных образцов при испытаниях на растяжение. Задача статическая, ПНС с учетом конечной толщины; упругопластическая модель изотропного материала билинейная. Граничные условия: закрепление в нижнем захвате, растягивающая нагрузка на верхнем захвате. Расчетная схема образца приведена на рис. П16.1.
Цель исследования: определение НДС в рабочей зоне образца; определение максимальных, минимальных и осредненных растягивающих напряжений в направлении растяжения в среднем сечении рабочей зоны; запись этих данных в файл для последующей статистической обработки.
Рис. П16.1. Расчетная схема
Для автоматизированного расчета НДС разработан командный файл (листинг П16.1), который включает: цикл по образцам серии; считывание из внешних файлов геометрических параметров образцов и предельных усилий, представленных в виде одномерных массивов; расчет НДС конструкции; расчет растягивающих напряжений σy в срединном сече- нии рабочей зоны (на рис. П16.1 оно отмечено сплошной линией посредине образца) и построение графика; численное интегрирование этих напряжений по сечению; вычисление осредненных напряжений; определение максимальных и минимальных напряжений.
/PREP7 |
|
!* Константы |
|
D=10.2 |
|
F=30. |
|
K=44. |
|
w=2. |
! Отступ в захвате |
r6=6. |
! Радиус фрезы |
n_graph=40 |
! Число элементов на срединной линии |
level_smrt=2 |
! Уровень плотности сети |
nu_=0.3 |
! nu_ - коэффициент Пуассона |
e_modul=210000. |
! e_modul - Модуль упругости, MПа |
Out_file=’res_tens_plastic’ ! Имя файла для вывода
count_sam = 69 |
! Число образцов |
S_02=600 |
! Предел пропорциональности, MПа |
S_b=850 |
! Предел прочности, MПа |
e_tang=2419 ! Касательный модуль, МПа
!**** Считывание из файлов табличных данных *DIM, num_sam, , count_sam ! Номера образцов *VREAD, num_sam(1), ‘num_sample’, ‘txt’, (f3.0)
*DIM, AA, , count_sam *VREAD, AA(1), ‘A’, ‘txt’, (f5.1)
*DIM, BB, , count_sam *VREAD, BB(1), ‘B’, ‘txt’, (f4.1)
*DIM, CC1, , count_sam
*VREAD, CC1(1), ‘C1’, ‘txt’, |
|
(f4.1) |
|
|
|
*DIM, CC2, , count_sam |
|
*VREAD, CC2(1), ‘C2’, ‘txt’, |
|
(f4.1) |
|
|
|
*DIM, EE1, , count_sam |
|
*VREAD, EE1(1), ‘E1’, ‘txt’, |
|
(f4.1) |
|
|
|
*DIM, EE2, , count_sam |
|
*VREAD, EE2(1), ‘E2’, ‘txt’, |
|
(f4.1) |
|
|
|
*DIM, GG1, , count_sam |
|
*VREAD, GG1(1), ‘G1’, ‘txt’, |
|
(f4.1) |
|
|
|
*DIM, GG2, , count_sam |
|
*VREAD, GG2(1), ‘G2’, ‘txt’, |
|
(f4.1) |
|
|
|
*DIM, HH1, , count_sam |
|
*VREAD, HH1(1), ‘H1’, ‘txt’, |
|
(f4.1) |
|
|
|
*DIM, HH2, , count_sam |
|
*VREAD, HH2(1), ‘H2’, ‘txt’, |
|
(f4.1) |
|
|
|
*DIM, TT_, , count_sam |
|
*VREAD, TT_(1), ‘T’, ‘txt’, |
|
(f4.2) |
|
|
|
*DIM, p_p, , count_sam |
|
*VREAD, p_p(1), ‘Pmax’, ‘txt’, |
|
(f6.0) |
|
|
|
!***** |
Массивы для результатов |
*DIM, sigma_integr,,count_sam |
|
*DIM, sigma_max,,count_sam |
|
*DIM, sigma_min,,count_sam |
|
/out,out_file,txt,, |
! Вывод комментариев в файл |
/com, N |
S_integr |
S_max |
S_min (MPa) |
/out |
|
|
|
!_____Начало Цикла по образцам_______
! Выбор контурных линий $ FITEM,2,11 $ FITEM,2,4
! Создание области по контурным линиям ! Выбор контурных линий
$ FITEM,2,7 $ FITEM,2,18
! Создание области по контурным линиям
325
*DO,I,1,count_sam |
|
|
*If,I,NE,1,Then |
|
|
/PREP7 |
|
! Вход в препроцессор |
LSCLEAR,ALL |
|
! Очистка сети |
ACLEAR,ALL |
|
|
|
|
ADELE,ALL,,,1 |
! Удаление области |
*Endif |
|
|
|
|
! Табличные данные для образца |
A = AA(I) |
$ B = BB(I) |
$ C1 = CC1(I) $ C2 = CC2(I) |
E1 = EE1(I) $ E2 = EE2(I) |
$ G1 = GG1(I) |
G2 = GG2(I) $ H1 = HH1(I) |
$ H2 = HH2(I) |
T_ = TT_(I) ! Толщина |
|
|
p_ = p_p(I) ! Нагрузка Р, Н |
|
! Вычисляемые параметры |
|
k2=k/2 |
$ L=A-2*D-2*w |
$ r1=(k-f)/2 |
x1=f/2 |
$ x11=k/2 |
|
$ x2=-f/2 $ x22=-k/2 |
y1=c1-d-w |
$ y11=y1+h1 $ y2=c2-d-w $ y22=y2+h2 |
x3=b/2 |
$ x33=x1 |
$ y3=y1+e1 $ y33=y3+r6*2 |
x4=x2 $ x44=-b/2 |
$ y4=y2+e2 |
$ y44=y4+r6*2 |
! Построение геометрической модели |
RECTNG,-k2,k2,0,L, |
! Создание прямоугольных областей |
RECTNG,x1,x11,y1,y11, |
RECTNG,x2,x22,y2,y22, |
FLST,3,2,5,ORDE,2 |
|
FITEM,3,2 |
|
FITEM,3,-3 |
|
ASBA, 1,P51X |
! Операция вырезания |
LFILLT,11,10,r1,, |
! Создание галтелей |
LFILLT,10,9,r1,,
LFILLT,7,8,r1,,
LFILLT,8,5,r1,,
FLST,2,3,4
FITEM,2,2
AL,P51X
FLST,2,3,4
FITEM,2,17
AL,P51X
sigma_integr(I) = s_integr
sigma_max(I) = y_max sigma_min(I) = y_min curr_num = num_sam(I)
328
*get,y_path,KP,22,CENT,Y,, ! Взять Коор.Y ср.сече- ния
ALLSEL,ALL
!Решатель
FINISH |
! |
Выход из препроцессора |
/SOL |
|
! |
Вход в решатель |
|
ANTYPE,0 |
! |
Статический анализ и опции |
NSUBST,50,0,0 $ AUTOTS,1 |
$ EQSLV,ITER,5 |
SOLVE |
|
! Запуск решателя |
|
FINISH |
! Выход из решателя |
|
/POST1 |
! Вход в постпроцессор |
AVPRIN,0,, |
|
|
|
|
! |
Вычисления на траектории |
|
x_beg=-B/2 |
|
|
|
|
d_x=B/(n_graph-1) |
|
|
|
PATH,ppp,n_graph,30,20, ! Описание траектории ppp |
*do,ii,1,n_graph |
|
! Вычисление координат X(i) |
x_path=x_beg+d_x*(ii-1) |
|
|
PPATH,ii,0,x_path,y_path,0,0, |
|
*enddo |
|
|
|
|
AVPRIN,0, , |
|
|
|
|
PDEF,ss_y,S,Y,AVG |
|
! Описание переменной SY |
*get,y_max,PATH, 0,MAX,ss_y |
! Взять максимальное и |
*get,y_min,PATH, 0,MIN,ss_y |
! минимальное значения |
/XRANGE,DEFAULT |
|
! Настроить пределы шкал |
/YRANGE,0,y_max,1 |
|
! ïî îñÿì X è Y |
/PBC,PATH, ,0 |
|
|
|
|
PLPATH,ss_y |
|
|
! Построить график |
PCALC,INTG,s_integr,SS_Y,XG,1, |
! Вычислить |
|
|
|
|
|
интегральное |
*GET,s_integr,PATH,,LAST,s_integr |
! значение |
|
|
|
|
|
по сечению |
! Сохранить данные в массиве
! по образцам
/out,out_file,txt,,append ! Вывод результатов в файл
*vwrite,curr_num,(s_integr/B),y_max,y_min (F3.0,3x,f8.2,3x,f8.2,3x,f8.2)
/out |
|
FINISH |
! Выход из постпроцессора |
*ENDDO |
!____Конец цикла по образцам____ |
Листинг П16.1. Программа для расчета НДС образцов на растяжение
Результатом работы программы являются файл «out_file.txt» в рабочей директории и график напряжений для последнего образца (рис. П16.2).
Рис. П16.2. Распределение напряжений σy в сечении рабочей зоны образца, рассчитанных с учетом упруго-пластических свойств материала
Файл результатов расчета содержит построчно следующие данные: номер образца (уникальный для серии), осредненные напряжения σy, максимальные и минимальные напряжения σy. Эти данные используются для дальнейшей статистической обработки.
График распределения растягивающих напряжений в сечении рабо- чей зоны образца предназначен для оценки корректности расчета предела прочности на растяжение по традиционной методике, предполагающей равномерное распределение напряжений в срединной части образца в эксперименте для данной формы образца. Для сравнения на рис. П16.3 отра-
жена зависимость анализируемых напряжений для данного образца, рас- считанная в предположении о линейно-упругом поведении материала.
Рис. П16.3. Распределение напряжений σy в сечении рабочей зоны образца, рассчитанных в рамках упругой модели
Для анализа поведения образца при растяжении в упруго-пластиче- ской постановке представляют также интерес поля напряжений σy в конструкции (рис. П16.4) и остаточные деформации (рис. П16.5), а также, для сравнения, те же напряжения, рассчитанные в упругой постановке (рис. П16.6).
Рис. П16.4. Поля напряжений σy в упругопластической задаче
