Расчет пластины при одноосном растяжении

Подготовка КЭ модели.

1) Определение типов используемых КЭ:

Main menu → Preprocessor→ /главное меню→препроцессор→/

Element type→ /тип КЭ→/

Add/Edit/Delete→ /добавить/ удалить/редактировать→/

Add→ /добавить/

Solid→ /плоское тело →/

Quad 4 mode 82→OK /четырехугольный 8-узловой /

Option → /опции →/

КЗ →Plane stress w/thk → /плосконапряженный элемент с указанием толщины/

Element type→Close→ /закрываем окно типа элемента/

Задание наборов реальных констант для выбранных типов КЭ:

Main menu→Preprocessor→ /главное меню→препроцессор→/

Real Constants→ /реальные константы→/

Add→OK→ /добавить/

Thickness→ /толщина оболочки/

THK, 0.005→ OK /от узла «I» 0,005 мм/

Real Constants→Close /закрываем окно реальных констант/

Задание свойств материала:

Material Props→ /свойства материала/

Material models→ Structural → /моделирование материала, основные/

Linear → /линейная структура /

Elastic → Isotropic→ OK→ /линейное изотропное→/

EX 0.72e 11→ OK /модуль Юнга Па/

PRXY, 0.3→ ОК /коэффициент Пуассона 0,3/

Непосредственное создание прямоугольников.

Рисуется скелет конструкции последовательным заданием ключевых, соединяющих их линий и площадей.

Main menu→ Preprocessor→ /главное меню→ препроцессор→ /

Modelling Create→ /создание модели→ /

Keypoints+ → /ключевая точка→/

Указать точки с координатами Х м, Y м.

Соединяем точки линиями и строим области (Areas) «по линиям».

Areas → Arbitrary →By lines→ /области → по линиям → /

«Сшиваем» области с помощью функции Concatenate (Meshing)

Создание сетки КЭ:

а) Для нерегулярной сетки (автосетки):

Areas→Free→ /площади →свободные →/

В графическом окне указываем область, которую нужно разбить→ОК.

Для увеличения частоты сетки:

Main menu→ Preprocessor→ /главное меню→ препроцессор→/

Meshing →Modify Mesh →Refine At → /создание сетки →обогатить→/

Area → /области →/

В графическом окне указываем область, которую нужно разбить→ ОК.

Level, I (Minimal) →OK /минимальные/

б) Для создания упорядоченной сетки (форма элементов стремится к форме правильных многоугольников) (рис. 10):

Meshing →Size Cntrls→ Manual Size → /размер для руководства→/

Global →Size → /размер→/

Size. 0.001 →OK /размер 0,001м/

Meshing →Mesh → /создание сетки →сетка→/

Areas →Mapped→ /площади→свободные→ графическом окне указываем области, которыю нужно разбить→ OK.

Рисунок 2 – Модель с равномерным разбиением

2) Определение типа анализа и задание условий закрепления и силовых факторов.

Тип анализа:

Main menu→Solution→ /главное меню→ решение→/

Analysis→Type - New Analysis→ /анализ→ тип - новый анализ→/

Static→OK /статический (стоит по умолчанию)/

Условия закрепления:

Main menu→Solution→ /главное меню→ решение→/

Define Loads → Apply → Structural → Displacement →/нагрузки →добавить→связи/

Symmetry B.C. →On Lines → /симметрия→ по линии/

В графическом окне указываем линию симметрии детали, → ОК.

Displacement →On Keypoints → /связи →ключевые точки →/

В графическом окне указываем верхнюю и нижнюю точки на правом торце детали, →ОК.

Lab2, UX /вдоль оси X /

Value, 0 /перемещения ноль/

KEXPND On →OK /действие команды на все узлы, лежащие между ключевыми точками/

Задание силового воздействия (давления):

Main menu→ Solution→ /главное меню→решение→/

Define Loads →Apply →Structural →/нагрузки →добавить →структурные/

Pressure→On Lines → /давление →no линии/

Указываем в графическом окне линию левого торца детали →ОК →

Pressure Value →-220е6→OK /значение→-220000000Н/м²→ применить/

3) Формирование и решение системы линейных алгебраических уравнений МКЭ:

Main menu→ Solution→ /главное меню→решение→/

Solve→Current LS → решить →текущую модель/

Close в появившемся окне сообщения «Solution is Done».

4) Просмотp результатов расчета.

Просмотр перемещений (рис. 3):

Main menu→General PostProc → /главное меню →постпроцессинг/

Plot Results → /печать результатов→/

Contour Plot →Nodal Solution→ /no контуру, центральное решение→/

DOF Solution →

Def shape only→OK /только деформированное состояние/

Просмотр напряжений (рис. 4):

Main menu→General PostProc → /главное меню →постпроцессинг/

Plot Results → /печать результатов→/

Contour Plot →Nodal Solution→ /no контуру, центральное решение→/

Stress →von Mises SEQV.

Рисунок 3 – Деформированное состояние пластины

Рисунок 4– Напряжения в пластине

Рисунок 5 – Напряжения в пластине

PlotCtrls→ Style→Contours→Non Uniform contours →

Contour Values, VI →220e6→OK /напряжения в крайней справа зоне/

Contour Values, V2 →220e6*1.05 →OK /напряжения в крайней справа зоне, влияние концентратора 5%/

Main menu→General PostProc → /главное меню →постпроцессинг/

Query Results → / запрашиваемые результаты→/

Subgrid Solution → Stress → von Mises →OK /напряжения→ срединной плоскости/

Рисунок 5 – Напряжения в узлах

Для определения коэффициента концентрации напряжений найдем максимальные, минимальные и средние напряжения на правом торце пластины:

Определение коэффициента концентрации напряжений:

;

;

;

Дата добавления: 2015-07-16