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