5.5. Порядок проведения работы

Шаг 1. Добавить в модель линейно-упругий изотропный материал с модулями E=2·10¹¹ Па, =0.3:

Preprocessor  Material Props  Material Models  …

Геометрия модели

Расчетная область состоит из четверти окружности S и прямоугольника C. Важно, что в точке O, общей для обеих фигур, конечно-элементная сетка должна содержать два узла: один относится к области S, другой к C. Это получится только в том случае, если при задании геометрии области S и C формально не будут иметь общей точки O, то есть там явно или неявно будут заданы две различные точки. С практической стороны это означает, что удобнее сначала создать четверть окружности S, а потом прямоугольник C.

При решении осесимметричных задач вертикальная координатная ось Y считается осью симметрии, поэтому сторона OA должна лежать на ней. Для определенности будем также считать, что точка O имеет координаты (0,0).

Шаг 2. Создание точек и кривых

Сначала создаются точки на концах дуги и в ее центре. Точки создаются следующим образом:

Preprocessor  Modeling  Create  Keypoints  On Working Plane,

установить флажок WP coordinates;

ввести координаты первой точки, нажать Enter;

повторить последнюю операцию для остальных точек;

нажать кнопку OK.

Далее создается дуга BO:

Preprocessor  Modeling  Create  Lines  Arcs  By End KPs & Rad

Для построения области S осталось создать ее прямые стороны OA и AB:

Preprocessor  Modeling  Create  Lines  Straight Line;

выделить мышью концы первого отрезка;

выделить мышью концы второго отрезка;

нажать кнопку OK.

Шаг 3. Создание плоских областей

Создание четверти окружности (область S)

Preprocessor  Modeling  Create  Areas  By Lines;

Установить флажок Loop;

выбрать мышью любую из кривых на границе области;

нажать кнопку OK.

Создание прямоугольника C

Preprocessor  Modeling  Create  Areas  Rectangle  By 2 Corners

Ввести WP X, WP Y (координаты левого нижнего угла прямоугольника), Width (ширина), Height (высота). нажать кнопку OK.

Шаг 4. Построение конечно-элементной сетки со сгущением в области контакта

Добавить элементы PLANE82 и PLANE42:

Preprocessor  Element Type  Add/Edit/Delete, Add, выбрать тип элемента, OK

Настроить элемент для решения осесимметричной задачи:

Options  Element Behavior  Axisymmetric

Остальная часть работы по созданию сетки производится при помощи MeshTool (команда Preprocessor  Meshing  MeshTool).

Поскольку в области контакта напряжения изменяются значительно быстрее, чем вдали от этой области, сетка должна иметь сгущение в области контакта. Желаемые размеры конечных элементов устанавливаются при помощи так называемых size controls, которые могут задаваться, в частности, на линиях границы области.

Задание размеров элементов на линиях

MeshTool  Size Controls  Lines  Set. Выбрать линии, нажать ОК

При неравномерном разбиении (на дуге BO, отрезках OA, OQ и параллельной OQ стороне прямоугольника C) берутся следующие параметры разбиения:

Element Edge Length: 0.05, Spacing ratio: 3 или 0.333 (в зависимости от ориентации линий)

При равномерном разбиении отрезка AB параметры разбиения такие:

Element Edge Length: 0.075, Spacing ratio: пусто

При разбиении вертикальной стороны прямоугольника С:

Element Edge Length: пусто, No. of element divisions: 4 Spacing ratio: пусто

Далее строится конечно-элементная сетка (команда MeshTool  Mesh). При разбиении прямоугольника в MeshTool устанавливается флажок Mapped, при разбиении четверти круга — флажок Free.