Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчеты конструкций методом конечных элементов в ANSYS. Методические рекомендации
.pdf
1
X Y Z
-37500
-33333
-29167
-25000
-20833
-16667
-12500
-8333
-4167
.103E-08
LINE STRESS
STEP=1
SUB =1
TIME=1
SMIS3 SMIS16
MIN =-37500
ELEM=1
MAX =.103E-08
ELEM=10
Построение эпюры
ANSYS Main Menu → General Postproc → Plot result → Contour plot → Line Element Res
SMISC 3, SMISC 16
В итоге получится следующая эпюра:
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.
3. Произвести расчет в матричном виде методом конечных элементов для условий
Лабораторной работы №1.
31
4. Определить погрешность результатов расчетов полученных в ANSYS, в матричных
вычислениях МКЭ и в случае использования аналитических решений.
Выдержка из справочника по строительной механике корабля [10].
32
Лабораторная работа №2
b2
b1
h
1
q
M
F
h
2
1
2 3 4
5
6
1
2 3 4
5
Расчет рамы
Для рамы, изображенной на схеме, построить эпюры изгибающих моментов и
перерезывающих сил.
При следующих исходных величинах:
b1 = 2,0 м
b2 = 1,0 м
h1 = 1,5 м
h2 = 1,5 м
M = 10 кНм
F = 5 кН
q = 1,5 кН/м
Рама выполнена из таврового профиля с полкой шириной w1 = 70 мм, высотой
профиля w2 = 100 мм, и толщиной t = 8мм.
Материал рамы сталь Ст3, с характеристиками:
Модуль упругости E = 210 ГПа
Коэффициент Пуассона ν = 0,3
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
33
Номер точки
X Y Z
1
0 0 0
2
0
h1+h2
0
3
b1
h1+h2
0
4
b1+ b2
h1+h2
0
5
b1+ b2
h1
0
6
b1+ b2
0
0
1
2 3 4
5
POINTS
TYPE NUM
1
L1
2 L22 3 L33 4L44
5L55
LINES
LINE NUM
Результат построения точек
3. Соединим последовательно ключевые точки линиями
ANSYS Main Menu → Preprocessor → Modeling → Create → Lines → Lines → Straight
line
Результат построения линий
34
Указать последовательно построенные ключевые точки.
*Для отображения линий выполните команду ANSYS UtilityMenu → 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
После этого должна появиться запись Type 1 Beam188.
После нажатия на кнопку Option появится окно свойств элементов
Где установить Elementbehavior (Поведение элемента) → QuadraticForm
(Криволинейная форма 2-го порядка)
35
6. Теперь зададим свойства материала балки
ANSYS Main Menu → Preprocessor → Material Props → Material Models Structural →
Linear → Elastic → Isotropic
7. Зададим размеры и форму поперечного сечения балки
ANSYS Main Menu → Preprocessor →Section → Beam → Common Section
36
Нажав на кнопку Preview можно увидеть изображение заданного сечения
построенного в масштабе, а также его геометрические характеристики
→ Size
8. Зададим размер КЭ
ANSYS Main Menu → Preprocessor → Meshing → Size Cntrls → Manual Size → Global
37
9. Теперь разобьем линию на КЭ
1
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
ELEMENTS
ELEM NUM
ANSYS Main Menu → Preprocessor → Meshing → Mesh → Lines
*Для отображения сетки ANSYS Utility Menu → Plot → Elements
*Для отображения номеров элементов ANSYS Utility Menu → PlotCtrls → Numbering…,
задав, из списка, параметры Element/Attribnumbering значение Element numbers.
10. Зададим в модели граничные условия
Шарнир в узле 1
ANSYS Main Menu → Preprocessor → Loads → Dfine Loads → Apply → Structural →
Displacement → On nodes
Отметим узел 1, в открывшемся окне выбрать перемещения, которые необходимо
ограничить (UX, UY, UZ – перемещение вдоль осей X, Y, Z, ROTX, ROTY – поворот
относительно осей X, Y)
Жесткая заделка в узле 6
ANSYS Main Menu → Preprocessor → Loads → Define Loads → Apply → Structural →
Displacement → On nodes
38
Отметить узел 1, в открывшемся окне выбрать AllDOF (ограничение всех степеней
свободы).
11. Нагрузки
ANSYS Main Menu → Preprocessor → Loads → Define Loads → Apply → Structural →
Force/Moment → On Nodes
Отметить узел 2, в открывшемся окне выбрать направление нагрузки Mz –
изгибающий момент, и задать значение –М (отрицательное значение – изгибающий момент
направлен против часовой стрелки, положительное - по направлению часовой стрелки).
Отметить узел 5, в открывшемся окне выбрать FХ, и задать значение F
ANSYS Main Menu → Solution → Define Loads → Apply → Structural → Pressure → On
Lines
Выбрать линию № 3, в открывшемся окне задать величину распределенной
нагрузки –Q (распределенная нагрузка направлена в противоположном направлении оси Y)
39
В результате задания нагрузок, расчетная схема принимает следующий вид
1
LINES
TYPE NUM
U
ROT
F
M
PRES
-1500
12. Теперь можно приступить к решению задачи
ANSYS Main Menu → Solution → Solve → Current LS
13. 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
Отобразится деформированная форма балки
Отобразим балку с учетом ее профиля, для этого выполним команду
ANSYS Utility Menu → PlotCtrls → Style → Size and Shape
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]