Руководство пользователя T-FLEX Анализ

На закладке «Изображение» можно установить тип изображения для рассчитанной сетки. Поверхностная сетка позволяет оценить большинство основных качеств полученной сетки. При этом не показана часть сетки, уходящая вглубь модели, благодаря чему система может быстро работать при вращении 3D сцены.

Изображение объёмной сетки показывает всю сетку, в том числе и её часть, попадающую внутрь модели. В этом режиме система может медленно работать при вращении 3D сцены. В этом случае наиболее оптимальный режим 3D сцены – рёберное изображение.

На закладке «Информация» можно получить информацию о некоторых свойствах полученной сетки: общее число вершин, число конечных элементов и др. Все эти параметры позволяют оценить качество результата генерации сетки. Отдельного пояснения требуют некоторые параметры:

Максимальное отношение длин характеризует элемент сетки, у которого значение отношения длинного и короткого ребра максимально.

Максимальный/минимальный угол между рёбрами.

Показывает фактически полученный максимальный и минимальный углы между ребрами элементов сетки.

Минимальное отношение радиусов. Показывает наименьшее значение отношения радиуса вписанной сферы к радиусу описанной сферы одного тетраэдра.

Задание ограничений

В качестве места для определения ограничения может быть грань, ребро или вершина используемого тела. В системе можно задать три типа ограничений: полное закрепление, частичное закрепление и контакт. Ограничение добавляется в активную задачу и может быть соотнесено только с элементами того тела, которое используется в активной задаче. Во избежание сбоя расчёта для модели необходимо создать достаточное количество ограничений, например, одно полное закрепление.

Полное закрепление

Данный вид граничных условий блокирует все степени свободы для выбранного объекта. Полностью закрепить можно грань, ребро или вершину модели.

Для задания полного закрепления используется команда:

Для задания закрепления нужно выбрать элемент модели. Для выбора доступны грани, рёбра или вершины. После выбора элемента в 3D окне появляется условное обозначение полного закрепления.

40

Подготовка конечно-элементной модели для Анализа (Препроцессор)

Частичное закрепление

При задании частичного закрепления пользователю предоставляется возможность самостоятельно установить ограничения на различные степени свободы. При использовании только частичных закреплений в большинстве случаев для осуществления моделирования нужно обеспечить достаточное количество ограничений для предотвращения движения тела как жесткого целого.

Для задания частичного закрепления используется команда:

Для задания места частичного закрепления нужно выбрать ребро, грань или вершину. Далее требуется определить ограничения по степеням свободы. Пользователь может работать в одной из трёх систем координат – Прямоугольной, Цилиндрической или Сферической. Для привязки системы координат к модели используется локальная система координат. Необходимо заметить, что в том случае если пользователем не определена локальная система координат, частичные закрепления будут заданы относительно глобальной системы координат.

В каждой системе координат можно ограничить перемещения по трем степеням свободы. Активный элемент управления относительно соответствующей степени свободы выбранной системы координат, означает, что по данному направлению задаётся полное ограничение перемещения (если значение равно 0) или указано известное перемещение (если значение в соответствующем текстовом поле отлично от нуля). Отсутствие флага означает, что по данной степени свободы ограничение не предусмотрено. По умолчанию ограничены любые перемещения по всем трем направлениям. При необходимости можно снять существующие блокировки или добавить новые.

Параметры «Поворот по X», «Поворот по Y», «Поворот по Z» необходимы для того, чтобы задать повороты относительно осей системы координат (локальной или глобальной) при решении задач о нагружении пластины (или оболочки). При этом для дискретизации расчётной области должны быть использованы треугольные конечные элементы.

41

Руководство пользователя T-FLEX Анализ

Если значение поворота равно 0, это означает, что по данному направлению задаётся полное ограничение поворота. Если значение поворота не равно 0, то указан известный поворот. Отсутствие флага (опция выключена) означает, что относительно данной оси ограничение поворота не предусмотрено. По умолчанию ограничения поворотов относительно осей выбранной системы координат отсутствуют.

Вцилиндрической системе координат существует возможность ограничивать перемещения по:

•радиусу;

•окружности;

•оси вращения.

Всферической системе координат существует возможность ограничивать перемещения по:

•радиусу;

•долготе;

•широте.

На рисунке представлен пример частичного закрепления поверхности в цилиндрической системе координат. В данном случае частичные закрепления определены в направлении «по окружности», а в радиальном направлении и по оси вращения не наложено никаких ограничений, т.е. для изображенного тела исключается поворот вокруг его оси. Условное изображение данных закреплений отображается с помощью специальных значков, ориентированных в соответствующих направлениях.

Команда «Частичное закрепление» обладает ещё одним полезным функционалом. Пользователь может задать для конструкции известное значение перемещения, например, известную предварительную деформацию конструкции. Для этого в окне свойств команды «Частичное закрепление» необходимо указать значение фиксированного перемещения элемента модели по какой-либо из координатных осей. Статический анализ будет выполнен с учётом этого условия.

Отметим, что в этом случае возможно осуществление статического расчёта без наложения дополнительных (силовых) нагружений. Таким образом, можно оценить напряжения, возникающие в деформированной конструкции, если известны количественные значения этих деформаций (перемещений).

42

Подготовка конечно-элементной модели для Анализа (Препроцессор)

Типичный порядок действий при задании частичных закреплений:

1.Инициировать команду «Частичные закрепления» .

2.Выбрать элемент для закрепления.

3.Выбрать систему координат.

4.Отметить необходимые ограничений перемещений по осям и задать их значения.

5.Завершить команду.

Контакт

Необходимость использования контактных ограничений возникает в задачах соприкасающихся тел. Для задания контакта используется команда:

Для задания контакта необходимо выбрать контактирующие грани двух тел.

Далее устанавливается один из четырех типов контакта:

•Жесткая связь

•Нет контакта

•Касание

•Жесткая стенка

Тип контакта «жесткая связь» используется в случае, когда необходимо скрепить контактирующие поверхности тел. Тела в этом случае

рассматриваются как связанные, перемещения грани одного тела без каких либо ограничений передаются граням другого тела. Если тела состоят из материалов с разными физическими характеристиками, конечно-элементная модель учитывает различные свойства материалов, принадлежащих различным граням контактирующих тел.

Если на область контакта не должно накладываться никаких ограничений, то следует использовать тип «нет контакта». В данном случае контактирующие поверхности могут свободно перемещаться друг относительно друга. Поэтому, используя этот контакт, необходимо следить за тем, чтобы в процессе нагружения соприкасающиеся грани не пересекались.

Контакт «касание» отличается от «нет контакта» тем, что запрещает взаимопроникновение соприкасающихся граней. Данный тип контакта позволяет моделировать такие физические явления, как скольжение одного тела по другому, появление зазоров в местах соединения деталей, вследствие их деформаций, и т.п. Отметим, что использование контакта «касание», предполагает наличие физического контакта граней тел в исходном состоянии анализируемой конструкции.

«Жесткая стенка» используется для моделирования соприкосновения тела с жесткой поверхностью, деформацией которой в целях моделирования можно пренебречь. Здесь необходимо задание только граней первого тела, которые контактируют с жесткой стенкой.

43

Руководство пользователя T-FLEX Анализ

Существует возможность задавать контакты по умолчанию:

Данная команда определяет тип контакта, используемый по умолчанию. Это позволяет глобально определить параметры контакта для всех соприкасающихся тел. Например, если рассчитывается составная конструкция, состоящая из нескольких деталей, соединенных жестко, задание контакта по умолчанию «жесткая связь» избавляет от необходимости определять вручную тип контакта для всех соприкасающихся поверхностей. Параметры контакта по умолчанию можно переопределить, используя команду «Контакт».

Поведение модели в зависимости от различных типов контакта можно проиллюстрировать на следующем примере. Две балки соединены контактным ограничением, один торец закреплён, а на боковую и верхнюю поверхности первой балки действует распределенная

сила по нормали. Расчётная модель

Если в качестве контакта используется «жесткая связь», то составная балка деформируется как жесткое целое.

Тип контакта «жёсткая связь»

В случае, когда используется контакт «касание», видно, что верхняя балка деформирует нижнюю и проскальзывает вдоль нее.

Тип контакта «касание»

При использовании «нет контакта» наблюдается проникновение верхней балки в нижнюю, чего следует избегать при проектировании сборочных моделей.

Тип контакта «нет контакта»

Типичный порядок действий при задании контактных ограничений:

1.Инициировать команду «Контакт» .

2.Выбрать контактные грани первого тела.

3.Выбрать контактные грани второго тела.

4.Задать тип контакта.

5.Завершить команду.

44