Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчеты конструкций методом конечных элементов в ANSYS. Методические рекомендации
.pdf
1
ELEMENTS
Разобьем построенную поверхность на КЭ
ANSYS Main Menu → Preprocessor → Meshing → Mesh → Areas → Mapped →
ByCorners
Выделив поверхность и нажав Ok
Последовательно отметить точки 1,2,4 и 5, затем нажать Ok.
8. Зададим симметричное закрепление граней для имитации отброшенных
симметричных частей
ANSYS Main Menu → Preprocessor → Loads → Define Loads → Apply → Structural →
Displacement → Symmetry B. С. → On Lines
9. Нагрузим свободную грань пластины
ANSYS Main Menu → Preprocessor → Loads → Define Loads → Apply → Structural →
Pressure → on Line
61
1
ELEMENTS
U
PRES-NORM
-1
10. Выполним расчет
Выберем тип расчета
ANSYS Main Menu → Solution → Analysis Type → New Analysis
Запустим решатель
ANSYS Main Menu → Solution → Solve → Current LS
11. Загрузка матрицы результатов
ANSYS Main Menu → General Postproc → Read result → First set
12. Построение эпюры напряжений
ANSYS Main Menu → General Postproc → Plot result → Contour plot → Nodal Solu
62
1
NODAL SOLUTION
STEP=1
SUB =1
TIME=1
SEQV (AVG)
DMX =.486E-12
SMN =.429875
SMX =2.394
В разделе Stress (Напряжение) выбрать vonMisesstress (напряжения по Мизесу –
усредненные значения напряжений)
Symmetry Expansion
Отобразим пластину целиком
ANSYS Utility Menu → PlotCtrls → Style → Symmetry Expansion → Periodic/Cyclic
63
1
MN
MXX
Y
Z
NODAL SOLUTION
STEP=1
SUB =1
TIME=1
/EXPANDED
SEQV (AVG)
DMX =.486E-12
SMN =.429875
SMX =2.394
13. Определим коэффициент концентрации в вершине концентратора
Найдем напряжения в вершине концентратора и на удалении
ANSYS Main Menu → General Postproc → Query result → Subgrid Solu
Будем определять в узлах напряжения направленные вдоль оси Y.
Отметим 2 узла, в вершине концентратора и на краю пластины
Вычислим коэффициент концентрации
64
1. Определить коэффициент концентрации для сдвиговых напряжений используя
ANSYS.
2. В отчет включить эпюры нормальных и сдвиговых напряжений.
3. Вычислить коэффициент концентрации для пластины с круглым отверстием [12]
4. Сравнить коэффициенты концентрации напряжений. Выдвинуть гипотезы причины
отличия результатов расчетов.
Содержание отчета:
65
Лабораторная работа №5
0,5
0,75
R0,1
0,15
Стационарный те пловой анал из
Провести стационарный тепловой анализ пластины с двумя отверстиями.
1. Определяем тип анализа (тепловой расчет):
ANSYS Main Menu → Preferences… → Thermal → Ок.
2. Выбираем тип используемого элемента, задаём его толщину и определяемся со
свойствами материала
Выбираем тип конечного элемента
ANSYS Main Menu → Preprocessor → Element Type → Add/Edit/Delete… → Add… →
Thermal Solid Quad 4 Node 55 → Ok → Close.
Задаем параметры материала:
ANSYS Main Menu → Preprocessor → Material Props → Material Models.
Thermal → Conductivity → Isotropic.
66
В окне CONDUCTIVITY FOR MATERIAL NUMBER 1 нажимаем три раза на
кнопку ADDTEMPERATURE и в полях TEMPERATURES задайте температуру: 20, 40, 60,
100; в полях KXX задайте теплопроводность материала 30, 35, 55, 95.
Аналогично раскрываем DENSITY и в поле DENS задаем плотность 7800 кг/м3.
3. Строим деталь
Прямоугольник со сторонами 0.5 и 0.75 метра:
ANSYS Main Menu → Preprocessor → Modeling→ Create → Areas→ Rectangle → By
Dimensions…
и задаем координаты X1, X2 и Y1, Y2 равные 0, 0.5 и 0, 0.75 соответственно. Нажимаем ОК.
Окружность радиусом 0.1 метра, с координатами центра окружности 0.25, 0.15 по оси
OX и OY:
ANSYS Main Menu → Preprocessor → Modeling → Create → Areas → Circle→ Solid
Circle
далее задаем указанные координаты и радиус и нажимаем ОК.
Окружность радиусом 0.1 метра, с координатами центра окружности 0.25, 0.6 по оси
OX и OY:
ANSYS Main Menu → Preprocessor → Modeling → Create → Areas → Circle → Solid
Circle
далее задаем указанные координаты и радиус и нажимаем ОК.
67
4. Создаем конструкцию посредством логического вычитания геометрических
NOV 12 2008
18:43:08
1
2
объектов
ANSYS Main Menu → Preprocessor → –Modeling– Operate → –Booleans– Subtract →
Areas
Затем нажимаем на прямоугольник 1 и на ОК, далее нажимаем сначала на окружность
2, потом 3, потом ОК.
5. Разбиваем конструкцию на конечные элементы:
Задаем средний размер грани конечных элементов:
ANSYS Main Menu → Preprocessor → Meshing→ Size Cntrls → Manual Size → Global →
Size
Переменной SIZE присваиваем значение 0.025, нажимаем ОК.
Создание КЭ сетки
ANSYS Main Menu → Preprocessor → Meshing → Mesh → Areas → Free.
Выделить построенную ранее поверхность с отверстиями и нажать OK.
6. Задаем граничные условия
Задаем температуру окружающей среды, контактирующую с линией 1:
ANSYS Main Menu → Solution → Define Loads → Apply → Convection → On Lines
и нажимаем на данную линию, потом ОК. В окне, переменной VALI и VAL2I присваиваем
значение 20 и нажимаем ОК.
Задаем температуру, действующую на линию 2:
ANSYS Main Menu → Solution → Define Loads → Apply → Convection → On Lines
и нажимаем на данную линию, потом ОК. В окне, переменной VALI и VAL2I присваиваем
значение 110 и нажимаем ОК.
Определяем количество шагов за которые выполнится расчет
ANSYS Main Menu → Solution → Load StepOpts → Time/Frequenc → Time And Substps
и в окне задаем переменным TIME и NSUBST значение 1 и нажимаем ОК.
7. Проводим расчет:
ANSYS Main Menu → Solution → Solve → CurrentLs → Ok.
68
8. Просматриваем результаты:
1
MN
NODAL SOLUTION
STEP=1
SUB =1
TIME=1
TEMP (AVG)
RSYS=0
SMN =82.266
SMX =99.196
1
9.92
19.84
29.76
39.68
49.6
59.52
69.44
79.36
89.28
99.196
POST1
STEP=1
SUB =1
TIME=1
PATH PLOT
NOD1=62
NOD2=12
TEMP
1
2
Эпюра распределения температуры:
ANSYS Main Menu → General Postproc → Plot Results → Contour Plot → Nodal Solu →
Dof Solution → Nodal Temperature → Ok.
9. График изменения температуры на заданном пути
Задаем путь
ANSYS Main Menu → General Postproc → PathOperations → DefinePath → ByNodes
выделяем два узла на противоположных сторонах конструкции, где 1 – начало пути и 2 – его
конец, и нажимаем ОК, переменной NAME присваиваем имя, например TEMP, и нажимаем
ОК.
а) Определяем, что выводить на графике:
ANSYS Main Menu → General Postproc → Path Operations → Map OntoPath…, где в
пункте /PDEF вводим значение DOFSOLUTION и переменной /PBC устанавливаем галочку
YES и нажимаем ОК.
б) Вывод графика
ANSYS Main Menu → GeneralPostproc → PlotResults → PathOperations → PlotPathItem
→ OnGraph выбираем заданное имя пути TEMP и нажимаем ОК, в результате строится
график.
69
10. График величины теплового потока (количество теплоты проходящей через
1
96.113
192.226
288.339
384.452
480.565
576.678
672.791
768.904
865.017
961.128
POST1
STEP=1
SUB =1
TIME=1
PATH PLOT
NOD1=62
NOD2=12
FLUX
единицу поверхности за единицу времени (Ват)) по заданному пути
Определяем, что выводить на графике
ANSYS Main Menu → General Postproc → Path Operations → Map Onto Path…
Выбираем PDEF значение FLUX&GRADIENT, THERMALFLUXTFSUM и
нажимаем ОК.
ANSYS Main Menu → General Postproc → Plot Results → Path Operations → – Plot Path
Item– On Graph
Выбираем TFSUM и нажимаем, ОК.
1. Построить графики изменения температуры и величины теплового потока по пути
параллельному приведённому в примере, но не пересекающему отверстия.
2. Сравнить полученные результаты. Оценить влияния отверстий на тепловой поток.
Содержание отчета:
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]