- •Руководство пользователя
- •10.4. Оценка погрешности вычисления напряжений 134
- •1.2. Описание конструкции
- •1.2.1. Системы координат
- •1.2.2. Геометрия модели
- •1.2.3. Конечные элементы
- •1.2.4. Нагрузки
- •1.2.5. Граничные условия
- •1.2.6. Свойства материалов
- •1.3. Структура входного файла msc/nastran
- •1.3.1. Установки nastraNa
- •1.3.2. Секция управления файлами
- •1.3.3. Секция управления выполнением задания
- •1.3.4. Секция управления расчетными случаями
- •1.3.5. Секция исходных данных
- •1.4. Пример модели в msc/nastran
- •1.5. Файлы, создаваемые в процессе решения
- •2. Положения, принятые в msc/nastran
- •2.1. Единицы измерений
- •2.2. Запись символов, целых и вещественных чисел
- •2.3. Свободный, малый и большой форматы полей
- •2.3.1. Малый формат
- •2.3.2. Свободный формат
- •2.3.3. Большой формат
- •2.4. Сетки разбиений и переходные сетки
- •2.5. Создание модели
- •2.6. Использование тестовых моделей
- •3. Ввод координат
- •3.1. Узловые точки
- •3.2. Скалярные точки
- •3.3. Системы координат
- •3.3.1. Ввод ортогональной системы координат
- •3.3.2. Ввод цилиндрической системы координат
- •3.3.3. Ввод сферической системы координат
- •3.3.4. Системы координат элемента и материала
- •4. Элементы в msc/nastran
- •4.1. Одномерные элементы
- •4.2. Двухмерные элементы
- •4.2.4. Сдвиговой плоский элемент cshear
- •4.2.5. Двухмерный элемент с трещиной crac2d
- •4.3. Трёхмерные элементы
- •4.3.1. Снеха, cpentAи ctetra
- •4.3.3. Трехмерный элемент с трещиной crac3d
- •4.4. Скалярные элементы
- •4.5. Ввод данных с помощью элемента genel
- •5. Ввод свойств материалов
- •5.1. Изотропный материал мат1
- •5.2. Двунаправленный анизотропный материал мат2
- •5.3. Осесимметричный ортотропный материал матз
- •5.4. Двунаправленный ортотропный материал mat8
- •5.5. Материал с пространственной анизотропией мат9
- •5.6. Карта ввода свойств оболочки pshell
- •5.7. Элемент из композиционного материала рсомр
- •6. Статические нагрузки
- •6.1. Задание нагрузок в узлах
- •6.2. Нагрузки, распределенные на одномерных элементах
- •6.3. Нагрузки, распределенные на поверхностях
- •6.4. Гравитационная и центробежная сила (grav, rforce)
- •6.4.1. Определение массовых характеристик модели
- •6.5. Предварительный натяг
- •6.6. Комбинирование нагрузок
- •6.7. Температурные нагрузки
- •6.7.1. Использование оператора subcom
- •7. Граничные условия
- •7.1. Закрепления перемещений в отдельных узлах
- •7.2. Автоматическое закрепление в узлах (autospc)
- •7.3. Задание вынужденных перемещений в узловых точках (spcd, spc)
- •7.4. Связь перемещений в нескольких узлах
- •8. Жёсткие элементы
- •8.1. Описание жёстких элементов
- •8.2. Элемент rbar
- •8.3. Элемент rbe2
- •8.4. Элемент rbe3
- •9. Руководство по моделированию
- •9.1. Правильный выбор элемента
- •9.1.1. Общие положения
- •9.1.2. Точечные элементы
- •9.1.3. Одномерные элементы
- •9.1.4. Двухмерные элементы
- •9.1.5. Трёхмерные элементы
- •9.1.6. Жёсткие элементы
- •9.2. Частота сетки разбиения
- •9.3. Сетки в переходных зонах
- •9.3.1. Переход от крупной к мелкой сетке
- •9.3.2. Переходные зоны между элементами разных типов
- •9.4. Напряжения в узловых точках
- •9.4.1. Вычисление и вывод напряжений в узловых точках
- •9.4.2. Топологический метод
- •9.4.3. Геометрический метод
- •9.4.4. Напряжения в особых точках
- •Интерфейс пользователя
- •9.5. Правильно заданое нагружение
- •9.6. Симметрия
- •Интерфейс пользователя
- •10. Верификация модели
- •10.1. Использование возможностей графического препроцессора
- •10.1.1. Масштабирование элементов
- •10.1.7. Распределение свойств материалов и элементов
- •10.1.8. Изображение нормалей плоских элементов
- •10.2. Вывод энергии деформаций
- •10.3. Инструменты диагностики в nastraNe
- •10.3.1. Проверка элементов
- •10.3.2. Проверка геометрии элементов cquad4
- •10.3.3. Проверка геометрии элементов снеха
- •10.3.4. Определение центра тяжести и моментов инерции
- •10.3.5. Выявление механизмов и вырожденных степеней свободы в модели
- •10.3.6. Проверка заданных нагрузок.
- •10.3.7. Проверка сил реакций
- •10.3.8. Проверка конструкции нагружением "lg"
- •10.3.9. Проверка равновесием незакрепленной модели
- •10.3.10. Проверка равновесия от температурного нагружения
- •10.3.11. Равновесие сил в узловой точке
- •10.4. Оценка погрешности вычисления напряжений
- •10.4.1. "Скачки" напряжений в узловых точках
- •10.4.2. "Скачки" напряжений вдоль элементов
- •10.4.3. Обсуждение способов измерений погрешностей
- •Интерфейс пользователя
- •10.5. Проверки с использованием постпроцессора
- •11. Инерционное уравновешивание.
- •11.1. Описание применения инерционного уравновешивания
- •11.2. Задание инерционного уравновешивания вMsc/nastran
- •12. Матричные операции.
- •12.1 Определение набора
- •12.1.1 Глобальный набор перемещений
- •12.1.2. Поднаборы глобального набора перемещений.
- •12.2 Статическая конденсация (редуцирование по Гайяну)
- •Интерфейс пользователя
- •12.3 Прямой ввод матриц
- •Интерфейс Bulk Data для dmig
- •Интерфейс для раздела Case Control
- •13. Задача устойчивости в линейной постановке
- •13.1. Подход метода конечных элементов
- •13.2. Методы определения собственных значений
- •13.2.1. Метод обратных итераций (inverse power)
- •13.2.2. Усовершенствованный метод обратных итераций
- •13.2.3. Метод Ланцоша
- •13.2.4. Сравнение методов
- •Интерфейс пользователя
- •13.3. Допущения и ограничения расчета устойчивости при линейном подходе
- •14. Повторные запуски расчетов - restarts
- •14.1. Типы повторных запусков
- •Старые рестарты
- •Новые рестарты
- •14.2. Структура входного файла msc/nastran
- •Интерфейс пользователя
- •14.3.1. "Холодный" запуск расчёта
- •14.3.2. Повторный запуск расчёта
- •14.3 Определение версии рестарта
- •14.4 Прочая информация по рестартам
- •15. Обслуживание баз данных
- •15.1 Определения
- •15.2 База данных msc/nastran
- •15.3. Секция File Managemernt Statements
- •15.4 Рекомендации для решения задач большой размерности
- •Приложение Оценка ресурсов
- •Оценка размеров базы данных
10.3.9. Проверка равновесием незакрепленной модели
Если конструкция полностью не закреплена, то перемещение 1 точки приведет к равному перемещению всей конструкции как жесткого целого. Проверка должна выполняться по следующей схеме.
Устранить все закрепления в модели
Приложить единичное вынужденное перемещение в направлении х для какой либо выбранной точки, закрепив и приняв равными О все остальные перемещения этой точки. Точка должна быть выбрана как можно ближе к центру тяжести конструкции, хотя это и не является обязательным требованием. Перемещения всех остальных точек в направлении х должно быть также равно единичному (если конструкция полностью раскреплена. Если перемещение какой либо точки по направления х не равно единичному, то это обычно признак того, что эта точка имеет сингулярность (overstrained). Как правило это возникает вследствие некорректного моделирования rigid элементов, в балках с эксцентриситетом, неколлениарных элементов CELASi и т.д.
Повторить процедуру для остальных 2 ортогональных направлений. Указанную проверку можно проводить и для степеней свободы вращения, однако результаты сложно интерпретировать.
После окончания проверки не забыть вернуть закрепления на место.
10.3.10. Проверка равновесия от температурного нагружения
Эта процедура может быть также использована для проверки нестесненного температурного деформирования конструкции, если она должна быть нагружена температурным нагружением.
Устранить все реальные граничные закрепления и закрепить конструкцию статически определимым образом. Обычно это производится закреплением всех 6 степеней свободы одной узловой точки. Если используется одна узловая точка, необходимо контролировать, чтобы в данной точек все степени свободы имели жесткости (не закреплять, например, так узлы, соединенные только с объемными элементами).
Изменить все коэффициенты температурного расширения на одно число.
Приложить равномерное T ко всей модели.
Если модель является "чистой", то конструкции может свободно расширяться, другими словами - не должно возникать реакций, усилий и напряжений в элементах. Если этого не произошло, тогда необходим анализ в окрестности того элемента, где отмечены ненулевые напряжения. Типичные ошибки, выявляемые таким образом - это ошибки моделирования rigid-элементов или эксцентриситетов.
10.3.11. Равновесие сил в узловой точке
Достаточно часто к одной узловой точке присоединено несколько элементов. Если это имеет место, иногда полезно знать, как нагрузка на данную узловую точку распределяется по между элементами. То есть выяснить путь передачи нагрузки, производится ли это правильным образом? Эти вопросы решаются путем использования опции GPFORCE (grid point force) GPFORCE = ALL.
Равновесие подсчитывается только по линейным жесткостям элементов, сумме механических и температурных нагрузок и сил SPC (реакций в отдельных узловых точках). Не учитывается влияние массовых элементов при динамическом расчете (инерционные нагрузки), rigid-элементов и МРС, обобщенных элементов (general), DMIG и граничных нагрузок с суперэлементов верхнего уровня. Это может привести к потере равновесия на уровне узловых точек. В таблице суммируется эффекты которые учитываются при проведении проверки и эффекты, которые при этом игнорируются.
Влияние учитывается |
Влияние игнорируется |
Приложенная нагрузка |
Силы МРС и rigid-элементов |
Силы SPC |
Силы элементов GENEL |
Силы упругости элемента |
Силы DMIG и DMI |
Температурные усилия |
Силы дифференциальной и нелинейной жесткости |
|
Граничные силы от суперэлементов верхнего уровня |
|
Силы демпфирования |
|
Инерционные силы |