Построение конечно-элементной сетки

Создание конечно-элементной сетки производятся в окне MeshTool (инструмент для генерации сеток), которое появляется по команде Preprocessor  Meshing  MeshTool.

Шаг 6. Определение густоты сетки

На следующем этапе определяется размер создаваемых конечных элементов. В данной задаче сетка не должна иметь сгущений в том или ином месте, поэтому достаточно задать один глобальный размер (размер стороны элемента — глобальный параметр для всей модели). Это делается следующим образом.

1. MeshTool  Size Controls  Global  Set

2. Ввести в поле “Element edge length” характерный размер стороны элемента (например, чтобы по толщине трубы умещалось 4–5 элементов). Во втором поле ничего вводить не надо.

3. Нажать кнопку OK

Шаг 7. Генерация сетки

Далее можно приступать к созданию сетки. Существует множество алгоритмов генерации конечно-элементных сеток, некоторые из них применяются в ANSYS. При разбиении областей, имеющих вид искривленных треугольников или четырехугольников (как в данной задаче) на четырехугольные конечные элементы наиболее подходит параметрическая сетка (mapped mesh). Поэтому перед созданием сетки нужно установить (флажок MeshTool  Mapped).

Для генерации сетки необходимо выполнить следующие действия:

1. Нажать кнопку MeshTool  Mesh

2. Выбрать мышью область

3. Нажать кнопку OK

Шаг 8. Задание нагрузок и граничных условий

В нашей задаче к внутренней стенке трубы приложено давление, а радиальные края сечения закреплены в окружном направлении — на левом краю UX=0, на правом UY=0 (рис. 3.2). В ANSYS эти граничные условия могут быть заданы следующим образом

Фиксация степеней свободы на заданных линиях

1. Preprocessor  Loads  Define Loads  Apply  Structural  Displacement  On Lines

2. Выбрать мышью одну или несколько линий (например, в данной задаче — левую сторону) и нажать кнопку OK

3. Выбрать в списке “DOFs to be constrained” фиксируемые степени свободы (если выбран левый край сектора, фиксируется компонента UX)

4. Нажать кнопку Apply

5. Если требуется, аналогично зафиксировать другие степени свободы на других линиях (в данной задаче — зафиксировать UY на нижнем краю сектора).

Приложение давления

1. Preprocessor  Loads  Define Loads  Apply  Structural  Pressure  On Lines

2. Выбрать мышью одну или несколько линий на границе области (здесь — внутреннюю сторону) и нажать кнопку OK

3. В поле “Load PRES value” ввести значение давления и нажать кнопку OK.

Шаг 9. Решение задачи

Перед началом расчета лучше сохранить модель на диске. Для этого необходимо нажать кнопку SAVE_DB (в верхней части экрана). Сохраненную таким образом модель можно впоследствии загрузить, нажав на кнопку RESTORE_DB.

По умолчанию ANSYS предполагает, что в задаче рассматривается упругая статика, поэтому никаких предварительных настроек решателя делать не надо. Запуск задачи на счет производится командой Solution  Solve  Current LS

Если нет сообщений об ошибках, в появляющемся диалоговом окне следует нажать кнопку OK.

Шаг 10. Визуализация и анализ результатов

По окончании расчета результаты анализируются в постпроцессоре (General Postproc). Обычно сразу же после расчета имеет смысл посмотреть вид деформированной области. Для этого используется команда

General Postproc  Plot Results  Deformed Shape

В появляющемся диалоге выбирается один из способов отображения исходной области вместе с деформированной (можно выбрать, например, Def + undef edge).