4.3.3. Трехмерный элемент с трещиной crac3d
Трехмерный элемент с трещиной используется для моделирования объемных тел, имеющих нарушения сплошности в виде трещины. Как и CRAC2D элемент CRAC3D реализован как "dummy''-элемент, поэтому в Bulk Data необходимо задавать карту ADUM9. Топология элемента задается в карте CRAC3D. Форматы карт CRAC3D и ADUM9 следующие.
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
CRACD2 |
EID |
PID |
G1 |
G2 |
G3 |
G4 |
G5 |
G6 |
|
|
|
G7 |
G8 |
G9 |
G10 |
G11 |
G12 |
G13 |
G14 |
|
|
|
G15 |
G16 |
G17 |
G18 |
G19 |
G20 |
G21 |
G22 |
|
|
|
G23 |
G24 |
G25 |
G26 |
G27 |
G28 |
G29 |
G30 |
|
|
|
G31 |
G32 |
G33 |
G34 |
G35 |
G36 |
G37 |
G38 |
|
|
|
G39 |
G40 |
G41 |
G42 |
G43 |
G44 |
G45 |
G46 |
|
|
|
G47 |
G48 |
G49 |
G50 |
G51 |
G52 |
G53 |
G54 |
|
|
|
G55 |
G56 |
G57 |
G58 |
G59 |
G60 |
G61 |
G62 |
|
|
|
G63 |
G64 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ADUM9 |
18 |
0 |
5 |
0 |
CRAC3D |
|
|
|
|
EID - идентификационный номер элемента (целое, > 0)
PID - идентификационный номер свойств - номер карты PSHEAR
Gi - идентификационные номера узловых угловых точек.
Задание узловых точек с 1 по 10 и с 19 по 28 обязательно, остальные точки могут не задаваться.
Свойства элемента задаются картой PRAC3D, имеющей следующий формат
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
PRAC3D |
PID |
MID |
GAMMA |
PH1 |
|
|
|
|
|
Figure 4-32. CRAC3D Solid Crack Tip Element.
Здесь
PID - идентификационный номер свойств
MID - идентификационный номер материала МАТ1
GAMMA - величина экспоненты, определяющая поле перемещений
PHI - угол (в градусах) относительно оси х элемента, вдоль которой определяется коэффициент интенсивности напряжений.
Можно использовать 2 опции - вариант бруска (brick) и симметричную опцию. В первом случае программа автоматически разбивает элемент на 8 пятигранников (wedges), во втором - на 4. Для опции "брусок" напряжения вычисляются путем осреднения напряжений в wedges 4 и 5, коэффициенты интенсивности напряжений Кi и Кii вычисляются по wedges 1 и 8. Для симметричной опции напряжения вычисляются в wedge 4, коэффициенты интенсивности - в wedge 1.
Элемент выполнен в трехмерной формулировке. Как стороны (с узловыми точками с 1 по 18 и с 19 по 36) так и срединная поверхность (точки с 37 по 46) должны быть плоскими, значительные отклонения могут вызвать печать сообщения об ошибке.
4.4. Скалярные элементы
Скалярный элемент есть элемент, связывающий две степени свободы, либо одну степень свободы и основание (жесткую плиту). Степень свободы может быть любой из 6 степеней свободы узловой точки или скалярной точки, имеющей 1 компонент. В отличие от одно- двух- и трехмерных элементов скалярный элемент не требует геометрического описания. Поэтому этот элемент не имеет и элементной координатной системы.
Скалярные элементы обычно используются совместно с обычными конечными элементами для моделирования тех участков, где физический объект неизвестен, либо его задание не обязательно. Типовые примеры таких объектов - это демпфер, упругая связь в соединении, изолирующая прокладка и т.п. Если используются скалярные элементы для связи узловых точек, то весьма рекомендуется, чтобы данные узловые точки совпадали. Если точки не совпадают, то силы, возникающие в узловой точке от действия скалярных элементов могут приводить к появлению значительных моментов, искажающих реальное состояние.
Для статических расчетов используется элементы типа линейной пружины (CELASi, I=1-4) и сосредоточенной массы (CMASSi, I=1-4). Существуют 4 типа карт определения пружины и массы как скалярных элементов. Форматы карт CELASi (упругие пружины) следующие
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
CELAS1 |
EID |
PID |
G1 |
C1 |
G2 |
C2 |
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
CELAS2 |
EID |
K |
G1 |
C1 |
G2 |
C2 |
CE |
S |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
CELAS3 |
EID |
PID |
S1 |
S2 |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
CELAS4 |
EID |
K |
S1 |
S2 |
|
|
|
|
|
где
EID - уникальный идентификационный номер материала
PID - идентификационный номер карты свойств - PELAS (для CELAS1 и CELAS3
G1,G2 - идентификационные номера узловых или скалярных точек (для CELAS1 и CELAS2)
С1 ,С2 - номера компонент (для CELAS1 и CELAS2)
S1,S2 - идентификационные номера скалярных точек (для CELAS3 и CELAS4)
К - жесткость скалярной пружины
S - коэффициент напряжений (CELAS2)
GE - коэффициент демпфирования (CELAS2)
Первый тип скалярных элементов (CELAS1, CMASS1) может ссылаться как на узловые, так и на скалярные точки. При описании топологии указываются идентификационные номера соответствующих элементов - аналогично заданию CROD. Во втором типе скалярных элементов (CELAS2, CMASS2) тоже может использовать узловые и скалярные точки, однако свойства элемента задаются непосредственно в карте CELAS. Третий и четвертый типы подобны соответственно первому и второму, за исключением того, что используют только скалярные точки. Если модель имеет много скалярных элементов, соединенных только со скалярными точками, то предпочтительно использовать эти последние типы элементов. Формат карты PELAS следующий
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
PELAS |
PID1 |
K1 |
CE1 |
S1PID2 |
K2 |
S2 |
|
|
|
PIDi - идентификационный номер свойств
Ki - величина, характеризующая упругость
Gei - коэффициент демпфирования
Si - коэффициент напряжений