Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Комплекс ANSYS. Анализ устойчивости конструкций. Учебное пособие-1
.pdf
! присвоить четвертому столбцу массива RT отношение вычисленного
! значения угла к теоретическому значению угла [5]
*STATUS,RT ! вывод значений массива RT на экран
*DIM,LABEL,CHAR,4 ! массив символьного вектора
LABEL(1) = 'F/Fe' !обозначение отношения силы к силе
! на первом шаге
LABEL(2) = 'RZc' ! обозначение вычисленного угла
LABEL(3) = 'RZt' ! обозначение теоретического угла
LABEL(4) = 'RZc/RZt' ! обозначение отношения значения
! вычисленного угла к теоретическому значению
/INPUT, rotor, txt ! чтение команд из
внешнего файла
! rotor.txt для вывода результатов в файл rotor_print.vrt
! ****** программный код для файла rotor.txt*********
! Код набирается в любом редакторе и сохраняется в рабочей директории проекта «beam»
/OUT,rotor_print,vrt
*VWRITE,LABEL(1),LABEL(2),LABEL(3),LABEL(4)
(4A11)
*VWRITE,RT(1,1),RT(1,2),RT(1,3),RT(1,4)
(6F10.3)
Полученные результаты свидетельствуют, что с увеличением нагрузки,
оценить которую можно по отношению
между теоретическим углом (
нечных элементов (
RZc). Например, для угла 60 RZc/RZt = 0.999, т. е.
RZt) и углом, вычисленным методом ко-
F/Fe, уменьшается различие
различие составляет 0.1 %.
Результат расчета в файле rotor_print.vrt :
F/Fe RZc RZt RZc/RZt
1.000 19.717 1.000 19.717
1.030 30.865 28.000 1.102
1.060 40.433 38.000 1.064
1.090 47.983 50.000 0.960
1.120 54.376 54.000 1.007
1.150 59.967 60.000 0.999
31
а б в
Рис. 3.3. Закрепления и нагрузки, приложенные к конечно-элементному
стержню (а); формы потери устойчивости стержня на 1–6 шагах,
выведенные на экране в одномерном [/ESHAPE,0] (б); трехмерном
[/ESHAPE,1] (в) виде
32
а
б
Рис. 3.4. Диаграмма сходимости решения в процессе вычислений
на шаге 1 (a); на шаге 6 (б)
33
ЗАДАНИЯ К РАЗДЕЛУ 3.2
Задание 1. Оценить влияние плотности сетки на результаты расче-
та стержня с размерами и физическими параметрами, определенными в
программном коде.
Задание 2. Решить задачу об определении формы выпучивания
стержня с закреплениями, как на рис. 3.1, г, сравнить решение с результатами, приведенными в [12, с. 82–87].
Задание 3. Оценить влияние размеров поперечного сечения стерж-
ня на форму стержня при потере устойчивости
.
3.3. ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ ОБОЛОЧКА ПОД ДЕЙСТВИЕМ
ВНЕШНЕГО ДАВЛЕНИЯ
Рассматривается задача об устойчивости цилиндрической оболочки, подверженной действию равномерно распределенного по боковой
поверхности внешнего давления
. На торцах оболочка шарнирно за-
q
креплена, так что точки не могут смещаться в радиальном направлении, торцы после приложения нагрузки остаются круговыми, при этом
возможно смещение точек вдоль образующей. Размеры оболочки: длина 5.0L
м, радиус окружности цилиндра
ки
ент Пуассона
м. Модуль Юнга материала
0.025h
. Конечно-элементное моделирование выполня-
0.35
73500E
м и толщина стен-
0.25r
МПа и коэффици-
ется с помощью оболочечного элемента SHELL181. Для оценки достоверности полученные после расчета результаты можно сравнить с критическим давлением, приведенным в работе [6, с. 548]:
2
Dr
qmLnr mrLn
c
nr
Eh m Eh
(/)(/) 12( /)
24
1
rL
22 22
4
222
(/)(/) ( 1)
mL nr n
1
1
22
;
D
3
12(1 )
. (3)
Здесь m – число полуволн по образующей; n – число полных волн
вдоль окружности. Решение (3) получено при условии возможного
смещения торцевых точек в радиальном направлении, однако влияние
этого условия в данном случае несущественно. При весьма длинной
34
оболочке (
) оценить критическое давление можно по форму-
Lr
ле [6]:
23
(1)/
qn Dr
c
. (4)
!Программный код:
/FILNAME, buckle_shell ! название проекта на «buckle_shell»
!************************************************************
/PREP7 ! вход в препроцессор
*SET,L,5.0 ! присвоение переменной L значения 5.0
K,1, ! создание ключевых точек 1
K,2,0,0,L ! и 2
L,1,2 ! создание линии между точками 1 и 2
/VIEW,1,1,2,3 ! определение направления просмотра
LGEN,2 ,1,2 ,1 ,0.25, , , ,0 ! генерация дополнительной линии
! на основе шаблона (рис. 3.5, a)
AROTAT,2, , , , , ,1,2,360,4 ! генерация цилиндрической поверхности
! путем вращения линии 2 вокруг линии 1
ET,1,SHELL181 ! оболочечный элемент
R,1,0.025 ! определение толщины оболочки
MP,EX,1,73500 ! модуль Юнга
MP,NUXY,1,0.35 ! коэффициент Пуассона PRXY =
EX = E и
LSEL,S,LINE, ,1,5 ! создание набора линий с 1 по 5
LESIZE,ALL,,,20 ! разбиение выбранных линий
! на 20 частей
LSEL,S,LINE, ,6,13 ! создание нового набора линий с 6 по 13
LESIZE,ALL,,,10 ! разбиение выбранных линий
! на 10 частей
AMESH,ALL ! генерация конечно-элементной сети
NSEL,S,LOC,Z,0 ! выбор узлов Z = 0
D,ALL,UX,0, , , ,UY ! закрепление узлов в двух направлениях
!D,ALL,ROTX,0, , , ,ROTY ! закрепление углов поворота
! в двух направлениях при условии
! защемления точек торцов Z = 0
NSEL,S,LOC,Z,L ! выбор
узлов Z = L
D,ALL,UX,0, , , ,UY ! закрепление узлов в двух направлениях
35
!D,ALL,ROTX,0, , , ,ROTY ! закрепление углов поворота
! в двух направлениях при условии
! защемления точек торцов Z = L
NSEL,R,LOC,X,0.25 ! выбор узла на контуре X = 0.25, Y = 0
NSEL,R,LOC,Y, ! и его закрепление для исключения
D,ALL,UZ,0, ! смещения оболочки как жесткого целого
PM=-1. ! присвоение параметру PM значения –1
ESEL,ALL ! выбор всех элементов
SFE, ALL,,PRESS,,PM ! задание давления на поверхности
! оболочки (рис. 3.5, б)
/VIEW,1,0,0,1 ! изменение направления просмотра
/PSF,PRES,,2 ! отображения направления давления
!
стрелками (рис. 3.5, в)
/REPLOT ! перерисовка экрана
ALLSEL, ALL ! выбор всех узлов, элементов
FINISH !
!************************************************************
/SOLU ! вход в решатель
ANTYPE,STATIC ! определение типа анализа – статический
PSTRES,ON ! вычисление предварительного
! напряженного состояния
SOLVE ! запуск процесса вычислений
FINISH ! завершение процедуры
! предварительного расчета
!************************************************************
/SOLU ! вход в решатель
ANTYPE,BUCKLE ! определение типа анализа – модальный
BUCOPT,LANB,10 ! указание на метод вычисления
! и число вычисляемых собственных значений
MXPAND,10 !
расширение возможностей анализа
SOLVE ! запуск процесса вычислений
FINISH
!************************************************************
/POST1 ! вход в постпроцессор
SET,LIST ! вывод списка результатов
! с вычислениями форм потери устойчивости в виде таблицы 2
36
SET,1,1 ! чтение результатов вычисления
! первой формы
/VIEW,1,1,1,1 ! изменение направления просмотра
PLDISP,0 ! отображение на экране (рис. 3.6, a)
! деформированной конструкции
/VIEW,1,0,0,1 ! изменение направления просмотра
/REPLOT ! отображение на экране (рис. 3.6, б)
/VIEW,1,1,1,1 ! изменение направления просмотра
PLNSOL,U,Z,0 ! отображение на экране изолиний
! перемещений UZ (рис. 3.6, в)
SET,1,3 ! чтение результатов вычисления
! третьей формы
/VIEW,1,1,1,1 ! изменение направления просмотра
PLDISP,0 ! отображение на экране
(рис. 3.7, а)
! деформированной конструкции
/VIEW,1,0,0,1 ! изменение направления просмотра
/REPLOT ! отображение на экране (рис. 3.7, б)
SET,1,10 ! чтение результатов вычисления
! десятой формы
/VIEW,1,1,1,1 ! изменение направления просмотра
PLDISP,0 ! отображение на экране (рис. 3.8, а)
! деформированной конструкции
/VIEW,1,0,0,1 ! изменение направления просмотра
/REPLOT ! отображение на экране (рис. 3.8, б)
Таблица 2
***** INDEX OF DATA SETS ON RESULTS FILE *****
SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE
1 21.442 1 1 1
2 21.442 1 2 2
3 23.693 1 3 3
4 23.693 1 4 4
5 31.188 1 5 5
6 31.188 1 6 6
7 49.295 1 7 7
8 49.295 1 8 8
9 56.777 1 9 9
10 56.777 1 10 10
37
а б
в
Рис. 3.5. Построение линий, необходимых для генерации ци-
линдрической поверхности (a). Конечно-элементная модель
оболочки с заданными закреплениями на торцах и приложенным давлением в аксонометрической проекции (б); при про-
смотре во фронтальной проекции (в)
38
а б
Рис. 3.6. Первая форма потери устойчивости в аксонометрической проекции
(а); при просмотре во фронтальной проекции (б); изолинии перемещений UZ
39
а б
Рис. 3.7. Третья форма потери устойчивости в аксонометрической
проекции (а); при просмотре во фронтальной проекции (б)
а б
Рис. 3.8. Десятая форма потери устойчивости в аксонометрической
проекции (а); при просмотре во фронтальной проекции (б)
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]