Механика необратимых деформаций. В 2 ч. Ч. 1

Рис. 1.5. Удаление ненужной области

Нажимаем OK.

UTILITY MENU => PLOT => LINES.

Теперь можно удалить все ненужные линии:

M.M.=> PREPROCESSSOR => MODELING => DELETE => LINES ONLY.

Выбираем те же линии что и на рис. 1.4, исключая вертикальную

игоризонтальную прямые. Нажимаем OK. RBM (правая кнопка

мыши) => REPLOT.

Таким образом, геометрия примет следующий вид: U.M. =>

PLOT => AREAS.

Далее вытягиваем полученную поверхность вдоль оси Z на 5 мм.

M.M.=> PREPROCESSSOR => MODELING => OPERATE => EXTRUDE => AREAS => BY XYZ OFFSET. Выбираем поверх-

ность, и в появившемся окне вводим следующие данные:

10

Рис. 1.6. Меню вытягивания твердотельной модели

Далее в графической области нажимаем правой клавишей мыши для просмотра созданной геометрия твердого тела – Veiw =>

Isometric.

Рис. 1.7. Изометрический вид геометрии после вытягивания области

4. Разбиение полученной модели на конечные элементы.

Выбираем: M.M. => PREPROCESSSOR => MESHING =>

MESH TOOL.

Впоявившемся окне в разделе Size Controls напротив пункта

Global выбираем Set.

Далее в ячейку напротив SIZE Element edge length вводим значение (1-0.7)/5 и нажимаем OK. Данными действиями мы задали размер элемента.

Вразделе Shape выбираем пункт Hex, жмем Mesh и выбираем геометрию созданной модели, OK.

11

5. Задание граничных условий симметрии.

Выбираем U.M. => PLOT => LINES.

Выполняем следующую последовательность команд:

M.M.=> PREPROCESSSOR => LOADS => DEFINE LOADS => APPLY => STRUCTURAL => DISPLACEMENT => ON AREAS.

Выбираем курсором грань, указанную на рисунке ниже, OK.

Впоявившемся окне в разделе DOFs to be constrained выбираем UY. Жмем OK. Такую же последовательность действий произведем для еще двух граней:

M.M.=> PREPROCESSOR => LOADS => DEFINE LOADS => APPLY => STRUCTURAL => DISPLACEMENT => ON AREAS.

Впоявившемся окне в разделе DOFs to be constrained выбираем

UX, OK.

M.M.=> PREPROCESSSOR => LOADS => DEFINE LOADS => APPLY => STRUCTURAL => DISPLACEMENT => ON AREAS.

В появившемся окне в разделе DOFs to be constrained выбираем UZ. Нажимаем OK.

6. Нагружение модели твердого тела.

Прикладываем давление к указанным граням:

M.M. => PREPROCESSSOR => LOADS => DEFINE LOADS => APPLY => STRUCTURAL => PRESSURE => ON AREAS. Нажима-

ем OK и в появившемся окне в графе VALUE Load PRES value вводим значение 0. OK.

M.M. => PREPROCESSSOR => LOADS => DEFINE LOADS => APPLY => STRUCTURAL => PRESSURE => ON AREAS.

12

Нажимаем OK и в появившемся окне в графе VALUE Load PRES value вводим значение 100. Выбираем OK.

Применим опцию отображения давления при помощи стрелок.

Для этого U.M. => PLOT CNTRLS => SYMBOLS. В появившемся окне вместо Face Outlines выбираем Arrows.

7. Запускаем на расчет рассматриваемую задачу:

M.M. => SOLUTION => SOLVE => CURRENT LS.

Рис. 1.8. Вид геометрии после произведенного расчета

8. Просмотр результатов:

M.M. => GENERAL POSTPROC => PLOT RESULTS => CONTOUR PLOT => NODAL SOLUTION.

13

Рис. 1.9

Для того чтобы отобразить распределение нормальных напряже-

ний по радиусу, выбираем M.M. => GENERAL POSTPROC =>

OPTIONS FOR OUTPUT.

Меняем значение Results Coordinate System на Global Cylindrical.

UTILITY MENU => PLOT => REPLOT.

Выполним переход из прямоугольной системы координат в цилиндрическую:

M.M. => GENERAL POSTPROC => OPTIONS FOR OUTP

Выбираем просмотр результатов в цилиндрической системе координат (рис. 1.10).

Рис. 1.10. Переход к цилиндрической системе координат

14

Нажимаем правой клавишей мыши в области рабочего окна и перерисовываем область (рис. 1.11).

Рис. 1.11

Результат расчетов в цилиндрической системе координат представлен на рис. 1.12.

Рис. 1.12. Результат расчетов в цилиндрической системе координат

9. Проанализируем напряжение в определенных точках.

Необходимо отключить опцию POWERGRPH.

15

Рис. 1.13. Отключение опции POWERGRPH

M.M. => GENERAL POSTPROC => QUERY RESULTS => NODAL SOLUTION.

STRES => Y direction SY

Рис. 1.14. Окно переключения координатных осей

Теперь выбираем любую точку и можем видеть результат: напряжение, координаты точки и номер узла.

16

Рис. 1.15. Значение напряжения в определенной точке

Также можно узнать, где расположено максимальное/минимальное напряжениес их координатами и номером узла (рис. 1.16).

Рис. 1.16. Просмотр минимальных и максимальных значений напряжений

ПРИМЕР 2. Смоделируем деформирование пластины (без внутренних источников тепла) под действием внешней механической нагрузки. Считается, что бесконечная пластина с отверстием подвержена растягивающим усилиям (задача Кирша).

17

Порядок выполнения работы

1. Определяем тип анализа:

MAIN MENU => PREFERENCES => STRUCTURAL.

2. Выбираем тип используемого конечного элемента:

M.M. => ELEMENT TYPE => ADD/EDIT/DELETE => ADD => SOLID 8node 82 => OK => CLOSE.

3. Задаем свойства материала:

M.M. => MATERIAL PROPS => MATERIAL MODELS. Далее выбираем следующие пункты: STRUCTURAL => LINEAR => ELASTIC => ISOTROPIC. Задаем модуль Юнга и число Пуассона

для рассматриваемого материала.

Рис. 1.17. Задание свойств материала

4. Создание геометрии модели:

M.M. => MODELING => CREATE => AREAS => RECTANGLE => BY DIMENSIONS.

Рис. 1.18. Параметры ввода для создания прямоугольной области

18

Построим окружность:

M.M. => MODELING => CREATE => AREAS => CIRCLE => SOLID CIRCLE.

Wp X = 0; Wp Y = 0; Radius = 0.5.

Далее вычтем окружность из прямоугольника:

M.M. => MODELING => OPERATE => BOOLEANS => DIVIDE => AREA BY AREA.

Курсором мыши выбираем прямоугольник, нажимаем Apply, после этого выбираем окружность и OK. В итоге получим следующую картину.

Рис. 1.19. Вид полученной области после вычета окружности из прямоугольной области

5.Разбиение модели на конечно-элементную сетку:

M.M. => MESHING => MESH TOOL.

Впоявившемся окне в разделе Shape устанавливаем маркеры на значения Quad и Free. В разделе Size controls => Global нажимаем кнопку Set и вводим значение 0.25 в ячейке SIZE Element edge length. Далее жмем кнопку Mesh и выбираем созданную геометрию твердого тела.

6.Наложение граничных условий симметрии.

Наложение ограничений по осям будем проводить по линиям, указанным на рис. 1.20.

19