6.2 Приложение нагрузок
Приложим ко всей конструкции ускорение (Acceleration) в 150 м/с2 с максимальной длительностью действия ударного ускорения 15 мс – Environment Insert Acceleration (Приводится на рисунке 6.1).
Рисунок 6.1. Приложение ускорения конструкции
Определяем величину и направление действия ускорения. Для большинства ориентированных в пространстве нагрузок и перемещений, направление можно задать компонентами в любой декартовой системе координат. Ускорение (Acceleation) прикладывается ко всей конструкции. Следует обратить внимание на направление. Если ускорение прикладывается к конструкции одномоментно, инерционные силы сопротивляются приложенной нагрузке и действуют в противоположном направлении. Ускорение может быть задано вектором или его компонентами. В результате в меню Environment появится пункт Acceleration (Приводится на рисунке 6.2):
Рисунок 6.2. Отображение ускорения в меню
Зададим ускорение таким образом, что вначале ускорение постепенно возрастает в течение 1 мс, и через 15 мс уменьшается. Все время воздействия разбивается на 6 примерно равных промежутков времени (шагов), для каждого из которых определяется значение ускорения в начальный и конечный период времени. В позиции «Steps» главного меню необходимо задать нужное количество последовательных временных шагов (Рисунок 6.3).
Рисунок 6.3. Задаем количество временных шагов
Задаем величину нагрузки для каждого временного шага в графическом окне (Рисунок 6.4).
Рисунок 6.4. Значение ускорения на каждом шаге
Диаграмма в графическом окне показывает изменение нагрузки во времени, а легенда в графическом окне показывает настройки для текущего шага. В результате функция ускорения принимает следующий вид (Приведена на рисунке 6.5):
Рисунок 6.5. Распределение ускорения во времени
6.3 Определение напряжений и деформаций
В
постпроцессоре возможен просмотр
следующих расчетных результатов:
Направленная и общая деформация,
компоненты тензоров напряжений и
деформаций, главные нормальные значения
и инварианты. Для данной конструкции
определим напряженно-деформированное
состояние в результате ударного
воздействия: Solution
Insert
Deformation
Total
– полное смещение (Рисунок 6.6). Смещение
представляем собой только перемещение
вдоль осей. Сдвиг, обусловленный поворотом
относительно осей координат, не выводится.
Полное смещение – Total
является инвариантой, для представления
этого параметра не указывается система
координат. Векторное представление
смещений проводится в глобальной системе
координат.
Рисунок 6.6. Расчет деформированного состояния конструкции
Solution Insert Stress Equivalent (von-Mises) – эквивалентные напряжения или напряжения Мизеса (Рисунок 6.7). Критерий используется для пластичных материалов. Результаты стандартных одноосных испытаний на растяжение с целью определения предела текучести и предела прочности материала соотносятся с тензором напряжений через инварианту – эквивалентные напряжения. Критерий сравнивает эквивалентные напряжения с пределом текучести (yield steel).
Напряженное состояние можно разделить на две составляющие – гидростатическую и искажающую (Соответствующие деформации – растяжение/сжатие и сдвиг. Соответствующие смещения – трансляция вдоль осей и поворот.). Гидростатическая составляющая вызывает изменение объема и разрушает отрывом; это хрупкое разрушение. Искажающая составляющая изменяет форму и разрушает сдвигом; это пластическое разрушение. Критерий также называют критерием энергии искажения – distortion energy criterion.
Рисунок 6.7. Определение напряжения по Мизесу для рассчитываемой конструкции