WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные материалы
 

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ...»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «МЕХАНИКА»

РАСЧЁТ С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММЫ ANSYS

3-х МЕРНОЙ УПРУГОЙ ЗАДАЧИ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7 ПО КУРСУ

«ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЁТА В ИНЖЕНЕРНЫХ ЗАДАЧАХ»

Самара 2014г.

Составитель В.Г.Фокин УДК 531 Расчёт с помощью программы ANSYS 3-х мерной упругой задачи. Лабораторная работа №7 по курсу «Численные методы расчёта в инженерных задачах» / Самар. гос.

техн. ун – т; Сост. В.Г.Фокин, Самара, 2014. 8 с.

В лабораторной работе моделируется 3-х мерное напряжённое состояние объёмной детали в среде ANSYS.Даны 30 вариантов заданий. Приведен пример выполнения работы в интерактивном режиме. Работа предназначена для студентов, изучающих курс «Численные методы расчёта»

Ил.1.Табл. 1. Библиогр: 2 назв.

ВВЕДЕНИЕ Цель лабораторной работы – дать навыки моделирования с помощью профессионального пакета программ ANSYS.задачи деформирования сложного объёмного тела, имеющего сложное пространственное напряжённое состояние.

Метод конечных элементов – самый эффективный и универсальный метод решения пространственных задач, когда напряженное состояние характеризуется всеми 6-ю компонентами: x, y, z, xy, xz, yz,.


Тело в этом случае разбивается на объёмные конечные элементы. Форма их может быть различной, но чаще всего применяются тетраэдры, призмы и шестигранники. В данной работе используется изопараметрический шестигранный конечный элемент с 8-ю узлами [2], в ANSYS это элемент SOLID45. Каждый узел имеет 3 степени свободы – 3 узловых линейных перемещения по направлению 3-х осей глобальной декартовой ортогональной системы координат.

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ Исследуется напряжённое состояние объёмной детали, конструкция которой показана на Рис.1. Размеры детали, нагрузки, закрепления и свойства материала для разных вариантов заданий приведены в таблице 1. Коэффициент Пуассона во всех вариантах заданий следует принимать 0.3.

Y d b c a h Z X Q Рис.1 Требуется

1. Определить перемещения детали и найти наибольшее смещение.

2. Определить реакции.

3. Определить напряжённо – деформированное состояние детали.

4. Найти на поверхности детали опасную точку с наибольшей интенсивностью напряжений.

5. Определить в опасной точке главные напряжения и их направления.

2. УКАЗАНИЯ К ПРОЦЕДУРЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ В ANSYS

Поставленная задача решается на ЭВМ с помощью программы ANSYS. Вычисления проводятся в интерактивном режиме, для чего используется графический интерфейс пользователя (GUI). В приложении 1. дан пример решения задачи.

Ниже при указании команд ANSYS в GUI используются следующие сокращения: M.M. – главное меню, U.M. – меню утилит, Tb.- линейка инструментов, Pr. - препроцессор, Sl. – процессор-решатель, GP. – главный постпроцессор.

Порядок решения задачи:

Запуск программы ANSYS.

В оболочке Windows программа ANSYS запускается или с помощью соответствующего ярлыка на рабочем столе, или командами Пуск Программы ANSUS ANSYS Product Launcher.В появившейся панели нужно в окне Working Directory указать путь к рабочей папке, а в окне Job Name указать имя задачи.

Присвоение задаче нового имени.

U.M.Change Jobnaim[/FILNAM] = …..

(По умолчанию задача будет иметь имя, установленное в панели ANSYS Product Launcher).

Настройка программы в главном меню M.M. Preferens Выбирается тип анализа – Structural.

Работа в препроцессоре.

Выбирается тип конечного элемента (рекомендуется элемент SOLID45).

Задаются свойства материала.

Строится 3-х мерное тело – заданная деталь.

Производится разбивка тела на конечные элементы.

Работа в процессоре-решателе.

Задаются граничные условия - силы и закрепления.

Производится установка типа задачи - статический расчёт.

Задача запускается на решение командой Сurrent LS.

Работа в постпроцессоре.

Выводится на экран дисплея деформированная под нагрузкой деталь и находится наибольшее перемещение.

Выводится на экран дисплея картина линий равного уровня интенсивности напряжений на поверхности детали. Определяется опасная точка на поверхности детали и значение эквивалентного напряжения в этой точке.

Выводится на экран дисплея векторное поле главных напряжений детали и находится направление главных площадок в опасной точке.

Выводятся на экран дисплея картины линий равного уровня главных напряжений на поверхности детали и определяются значения этих напряжений в опасной точке.

3. ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЁТА.

Отчёт должен включать следующие пункты.

1. Постановка задачи.

1.1. Силовая схема (конструкция, закрепления, силы).

1.2. Исходные данные (величины сил, свойства материала).

1.3. Что требуется найти.

2. Короткое описание процедуры моделирования в ANSYS.

3. Результаты решения задачи.

3.1. Схема деформированной детали с указанием наибольшего смещения.

3.2. В опасной точке на поверхности требуется нарисовать кубик, ориентированный по главным направлениям, показать направления главных напряжений и указать величины главных напряжений.

4. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

.

1. Какие напряжения и деформации имеют в общем случае объёмные тела..

2. Какие конечные элементы используется для моделирования объёмных тел.

3. Степени свободы узлов объёмных элементов..

4. Узловые силы объёмных элементов.

5. Основные операции (команды) моделирования в препроцессоре.

6. Основные операции моделирования в процессоре-решателе.

7. Основные операции моделирования в постпроцессоре.

8. Что такое «эквивалентные напряжения».

9. Как определяется опасная точка нагруженной детали..

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1..А.Б. Каплун, Е.М. Морозов, М.А. Олферьева. ANSYS в руках инженера.

Практическое руководство.- М.: Едиториал УРСС, 2003.-272 с.

2. Я.М. Клебанов, В.Г. Фокин, А.Н. Давыдов. Современные методы компьютерного моделирования процессов деформирования конструкций: Учеб. Пособие. / Самар. Гос. Техн. Ун-т, Самара, 2008.-100 с.

Приложение 1.

ПРИМЕР МОДЕЛИРОВАНИЕ В ANSYS.

Исходные данные Геометрические параметры: a =30 мм, b=30 мм, c =30 мм, d =10 мм, h =10 мм Распределённая нагрузка Q =10 Мпа приложена к нижней грани y= -10мм.

Закрепления: защемлена вся левая грань x = 0.

Свойства материала: модуль упругости Е = 2е5 МПа, коэффициент Пуассона = 0.3.

Моделирование в ANSYS.

Рабочая папка C:\ Ans _Work.

Присваивается новое имя задаче U.M. File Change Jobnaim [/FILNAM] = Ugolok Newlog = Y ok.

Выбирается тип анализа M.M.Preference [KEYW][/PMETH] =Structural ok Работа в препроцессоре Выбирается тип элемента – “кирпич” Brick 8node 45 ( solid 45 ) M.M. Pr. Element Type Add/Edit/ Add Solid Brick 8node 45 ok закрыть окно Elem. Type close.

Задается тип материала и его свойства.

M.M. Pr. Material Props Materials Models Structural (2 click ) Linear (2 click ) Elastic (2 click) Isotopic (2 click ) EX=2e5 ( модуль упругости), PRXY = 0.3 (коэф. Пуассона) ok. Закрыть окно Define Mat…Material Exit.

Сохраняется модель в файле Ugolok.db в рабочей папке C:\ Ans _Work.

TB. SAVE_DB.

Построение твердотельной геометрической модели.

Строится объем 1- горизонтальная плита.

M.M. Pr. Modeling Create Volumes Block ByDimens.

X1= 0, X2 = 30; Y1 = -10, Y2 = 0; Z1 =-10, Z2 = 30 Apply.

Строится 2-ой объем - вертикальная плита.

X1= 0, X2 = 30; Y1 = -10, Y2 = 30; Z1=0, Z2 = -10 ok.

Показывается вся модель в изометрии.

U.M. Plot Volumes.

U.M.PlotctrlsPan, ZoomIso (оставляем панель Pan, Zoom открытой).





Наложение 2-х созданных объемов и образование 3-его объема.

M.M. Pr.Modeling Operate Overlap Volumes Pick 1-ый объем, Pick 2-ой объем на панели Overlap ok.

Сохраняется модель в файле Ugolok.db.

T.B. SAVE_DB.

Разбивка тела на конечные элементы и создание конечноэлементной модели Объемы 1, 2, 3, разбиваются на регулярные конечные элементы.

M.M. Pr. Meshing Size Cntrl Lines All Lines SIZE = 5 ok.

M.M. Pr. Meshing Mesh Volumes Maped 4 to 6 sided Pick объем 1, Pick объем 2, Pick объем 3 ok.

Слияние 3-х разбитых на КЭ объемов.

M.M. Pr. Nambering Ctrls Merge Items Label = All ok Перенумерация объектов.

M.M. Pr. Numbering Ctrls Compress Number Label = All ok.

Сохранение модели.

Tb. SAVE_DB.

Работа в процессоре-решателе Закрепление детали на левой грани.

С помощью панели Pan, Zoom поворачиваем модель: устанавливаем флаг V Dynamic Mode, нажимаем правую кнопку мыши и вращаем модель, пока не откроется левая грань, отпускаем правую кнопку.

M.M. Sl. Loads Apply Displacement On Areas Pick всю левую грань детали на панели Apply… ok Lab2 = All DOF ok.

Возвращаем вид модели в изометрии: на панели Pan, Zoom снимаем флаг V Dynamic Mode и нажимаем кнопку ISO.

Нагружение распределённой силой.

С помощью панели Pan, Zoom поворачиваем модель и открываем нижнюю грань.

M.M. Sl. Loads Apply Pressure On Areas Pick всю нижнюю грань на панели Apply…ok Value = -10 ok.

Возвращаем вид модели в изометрии.

Сохранение модели.

Tb. SAVE_DB.

Решение задачи.

M.M. Sl. Solve Current LS закрывается окно /STATUS file close закрывается окно Solve ok.

При успешном решении задачи появляется сообщение Solution done.

Закрывается окно Inform Close.

Сохранение модели.

Tb. SAVE_DB.

Просмотр результатов в постпроцессоре Анализ перемещений.

M.M. GP. Plot Results Deform Shape KUND = Def + undef ok Наибольшее перемещение UY = 0.04 мм установлено в узле с координатами 30,-10,30.

Анализ реакций.

M.M. GP. List Results Reaction Solu Lab = All item ok.

По таблице анализируются реакции.

Анализ интенсивности напряжений и определение опасной точки.

M.M GP. Plot Results Contour plot Nodal. Solu. Stress Intensity ok.

Находится опасная зона с максимальной интенсивностью напряжений.

M.M GP. Query Results Subgrid Solu Stress Intensity ok pick узлы в опасной зоне на панели Query Subgrid ok.

Опасная точка находится в узле с координатами 5,0,30. Интенсивность напряжений в ней равна 143 Мпа.

Анализ главных напряжений в векторном представлении.

M.M GP. Plot Results Vector Plot Predifine Item = Stress Principal ok.

Находится направление главных напряжений в опасной точке.

Анализ главных напряжений по картине линий равного уровня.

M.M GP. Plot Results Contour plot Nodal.Solu. Stress 1st prinsipal.. ok.

Анализ главных напряжений в опасной точке.

M.M GP. Query Results Subgrid Solu Stress 1st prinsipal ok pick опасный узел на панели Query Subgrid ok..Находится S1 = 125.5 Мпа.

M.M GP. Query Results Subgrid Solu Stress 2nd prinsipal ok pick опасный узел на панели Query Subgrid ok.Находится S2 = - 1.9 Мпа.

M.M GP. Query Results Subgrid Solu Stress 3rd prinsipal ok pick опасный узел на панели Query Subgrid ok..Находится S3 = - 17.5 Мпа.

–  –  –

Расчёт с помощью программы ANSYS 3-х мерной упругой задачи.Лабораторная работа №7 по курсу «Численные методы расчёта в инженерных задачах»

Похожие работы:

«НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА № 200 УДК 629.735 ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ НЕСУЩЕГО И РУЛЕВОГО ВИНТОВ ВЕРТОЛЕТА НА ОСОБЫХ РЕЖИМАХ ПОЛЕТА Ю.М. ИГНАТКИН, П.В. МАКЕЕВ, А.И. ШОМОВ Статья представлена доктором технических наук, профессором Ципенко В.Г. Работа по...»

«Руководство по эксплуатации Турникет Cube С-02 www.oxgard.com info@oxgard.com Тел.+7(812) 366-15-94 СОДЕРЖАНИЕ Список принятых сокращений 1. Назначение изделия 2. Комплект поставки изделия 3. Основные технические характеристики 4. К...»

«1 Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана И.Н. Фетисов ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТОВЫХ ВОЛН С РАЗЛИЧНОЙ ДЛИНОЙ КОГЕРЕНТНОСТИ Методические указания к выполнению лабораторной работы О-67 по курсу общей физики Москва 201...»

«Всероссийское СМИ "Академия педагогических идей "НОВАЦИЯ" Свидетельство о регистрации ЭЛ №ФС 77-62011 от 05.06.2015 г. (выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций) Сайт: akademnova.ru e-mail: akademnova@mail.ru Устьянцева И.Д. Анализ эффе...»

«формирование экономических механизмов стимулирования промышленных предприятий и кластеров по переработке вторичных ресурсов Аннотация Рассматриваются актуальные вопросы внедрения ресурсосберегающих технологий на примере переработки п...»

«Дмитрий Львович Вайнштейн Разработка метода анализа протяженной тонкой структуры спектров потерь энергии электронов (EELFS) для определения атомной структуры поверхности 01.04.07 — физика твердого тела Диссертация на соискание ученой степен...»

«Олег Губарь Функции Одесского строительного комитета в контексте истории градостроительства Одессы* Городские и частные бани плюс сопутствующие обстоятельства Разумеется, частным лицам никто не запрещал устраивать домашние бани для нужд семьи. Однако приватные бани, становившиеся общественн...»

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ФАКУЛЬТЕТ КИБЕРНЕТИКИ РЕДАКЦИЯ ЖУРНАЛА ДРАГОЦЕННЫЕ МЕТАЛЛЫ. ДРАГОЦЕННЫЕ КАМНИ ЭНЕРГИЯ БУДУЩЕГО Бестселлер для избранных, или учебное пособие по водородной энергетике...»

«Ф Е Д Е Р А Л Ь Н О Е АГЕНТСТВО ПО Т Е Х Н И Ч Е С К О М У Р ЕГУЛИР ОВА НИЮ И МЕТРОЛ ОГИИ СВИДЕТЕЛЬСТВО об у т в е р ж д е н и и т и п а с р е д с т в и з м е р е н и й RU.С.27.007.А № 43129 Срок действия до 01 августа 2013 г.НАИМЕНОВАНИЕ ТИПА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ Проекторы измерительные ПИ 3...»










 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.