Будь умным!

У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

Вычислительная механика 6 семестр доктор технических наук профессор Гаврюшин Серг

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 28.11.2024

Министерство высшего и среднего специального образования Российской Федерации

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н. Э. БАУМАНА

Методические указания к лабораторным работам

по курсу:


«Вычислительная механика»

6 семестр

доктор технических наук, профессор  Гаврюшин Сергей Сергеевич

Содержание.

№ работы

Название лабораторной работы

Страница

1

Лабораторная  работа  №1  «Расчет ферменной конструкции»

2

2

Лабораторная  работа  №2  «Расчет лестничной конструкции»

11

3

Лабораторная  работа  №3  «Расчет  кронштейна»

23

4

Лабораторная  работа  №4  «Расчет неравномерно нагретого вращающегося диска»

34

5

Лабораторная  работа  №2  «Расчет баллонного ключа»

45

Лабораторная  работа  №1  «Расчет ферменной конструкции»

Постановка задачи:

Длина  

L1 = 2 м

Длина  

L2=1.5 м

Площадь поперечного

сечения

A= 0,002 м2

Сила

F1=10000 Н

Сила

F2=20000 Н

Модуль упругости

E = 2 ·1011 Па

Коэффициент Пуассона

Mu = 0,25

                                

2. Preprocessor.

2.1 Выбор типа анализа

Картинка

Описание действий

Текст программы

На данном этапе выбираем тип анализа. Требуемый тип “Structural”.
  1.   Двойной клик по пиктограмме «Preferences»
  2.   Тип анализа “Structural”
  3.   OK

KEYW,PR_SET,1   

KEYW,PR_STRUC,1

KEYW,PR_THERM,0

KEYW,PR_FLUID,0

KEYW,PR_ELMAG,0

KEYW,MAGNOD,0   

KEYW,MAGEDG,0   

KEYW,MAGHFE,0   

KEYW,MAGELC,0   

KEYW,PR_MULTI,0

KEYW,PR_CFD,0   


2.2 Задание параметров

Задаем в параметрической форме значения требуемых величин из условия задачи:

                      

L1 = 2

L2 = 1.5

E = 2.e11

MU = 0.25

A = 0.002

F1= 1.e4

F2=2.e4
  1.  Parameters >Scalar parameters>
  2.  Задать значение переменной.
  3.  Accept.
  4.  Задать значение следующей переменной.
  5.  ...
  6.  Close.

/PREP7  

*SET,L1,2   

*SET,L2,1.5

*SET,E,2e11

*SET,Mu,0.25

*SET,f1,10000   

*SET,f2,20000   

*SET,a,0.002

2.3 Выбор конечного элемента

Выбираем конечный элемент Link 2D spar1.
  1.  Preprocessor >Element type >Add/Edit/Delete
  2.  Add
  3.  Выбрать Link > 2D spar 1
  4.  Ok

ET,1,LINK1  

2.4 Задание геометрических характеристик сечения
  1.  Preprocessor >Real Constants >Beam> Add/Edit/Delete
  2.  Add.
  3.  Выбираем Link.
  4.  В поле Cross-sectional area пишем A.
  5.  Ok

R,1,A, ,


2.5 Свойства материала

Выбираем модель материала. Модель линейная, эластичная, изотропная.

Модуль упругости E, коэффициент Пуассона MU.
  1.  Preprocessor > Material props > Material models >
  2.  Structural > Liner > Isotropic
  3.  Определяем параметры
    Ex:         E
    PRXY:   MU
  4.  Ok

MPTEMP,,,,,,,,  

MPTEMP,1,0  

MPDATA,EX,1,,E  

MPDATA,PRXY,1,,Mu   

2.6 Создание конечно-элементной модели

1. Строим 7 узлов

Строим узлы:

  1.  Preprocessor > Modeling > Create > Nodes > In Active CS
  2.  Последовательно указать координаты всех  7 точек

N,1,0,0,0,,,,   

N,2,L1,0,0,,,,  

N,3,2*L1,0,0,,,,

N,4,3*L1,0,0,,,,

N,5,2.5*L1,L2,0,,,,

N,6,1.5*L1,L2,0,,,,

N,7,0.5*L1,L2,0,,,,

2.  Строим элементы

Строим линии:

  1.  Preprocessor > Modeling > Create > Elements > Elem Attributes
  2.  Атрибуты задать согласно картинке слева.
  3.  Preprocessor > Modeling > Create > Elements > Auto Numbered> Thru Nodes
  4.  Последовательно указывать два узла, между которыми хотим получить элемент.
  5.  Соединить точки и нажать ОК

TYPE,   1   

MAT,       1

REAL,       1   

ESYS,       0   

SECNUM,

TSHAP,LINE  

FLST,2,2,1  

FITEM,2,1   

FITEM,2,2   

E,P51X  

FLST,2,2,1  

FITEM,2,2   

FITEM,2,3   

E,P51X  

FLST,2,2,1  

FITEM,2,3   

FITEM,2,4   

E,P51X  

FLST,2,2,1  

FITEM,2,4   

FITEM,2,5   

E,P51X  

FLST,2,2,1  

FITEM,2,5   

FITEM,2,3   

E,P51X  

 

FLST,2,2,1  

FITEM,2,3   

FITEM,2,6   

E,P51X  

FLST,2,2,1  

FITEM,2,6   

FITEM,2,2   

E,P51X  

FLST,2,2,1  

FITEM,2,2   

FITEM,2,7   

E,P51X  

FLST,2,2,1  

FITEM,2,7   

FITEM,2,1   

E,P51X  

FLST,2,2,1  

FITEM,2,5   

FITEM,2,6   

E,P51X  

FLST,2,2,1  

FITEM,2,6   

FITEM,2,7   

E,P51X  

3. Solution

3.1 Закрепление и условия нагружения.

1. Закрепляем узлы 1 и 4

Solution>Apply Loads> >Structural> Displacement>On Nodes

Вводим номер узла, накладываем ограничение на UX и UY

FITEM,2,1   

D,P51X, , , , , ,UX,UY, , , ,   

FITEM,2,4   

D,P51X, , , , , ,UX,UY, , , ,  

2. Прикладываем нагрузку в узлы 5 и 7

Solution>Apply Loads> >Structural> Force/Moment >On Nodes

В узел 5 прикладываем силу по оси x, в 7 по y.

После этого запускаем программу на счет

Solution> Solve>Current LS

FITEM,2,5   

F,P51X,FX,F2

FITEM,2,7   

F,P51X,FY,-F1   

SOLVE   

4. Postprocessor

4.1 Просмотр результатов

Чтение результатов

1. Просматриваем деформированную и недеформированную формы:


General Postproc> Plot Results> Deformed Shape

2. Выводим на экран анимацию деформированной формы

PlotCtrl>Animate>Deformed Shape


Задаем параметры отображения

Лабораторная  работа  №2  «Расчет лестничной конструкции»

Постановка задачи:

Геометрия

A = 600 мм

L = 2000 мм

C = 800 мм

D = 30 мм

T = 2 мм

B =150 мм

H = 10 мм

Модуль упругости алюминия

E = 0.72 ·105 МПа

Коэффициент Пуассона алюминия

Mu = 0,25

Модуль упругости

дерева

E = 1 ·104 МПа

Коэффициент Пуассона дерева

Mu = 0,4

                        

2. Preprocessor.

2.1 Выбор типа анализа

Картинка

Описание действий

Текст программы

На данном этапе выбираем тип анализа. Требуемый тип “Structural”.
  1.   Двойной клик по пиктограмме «Preferences»
  2.   Тип анализа “Structural”
  3.   OK

KEYW,PR_SET,1   

KEYW,PR_STRUC,1

KEYW,PR_THERM,0

KEYW,PR_FLUID,0

KEYW,PR_ELMAG,0

KEYW,MAGNOD,0   

KEYW,MAGEDG,0   

KEYW,MAGHFE,0   

KEYW,MAGELC,0   

KEYW,PR_MULTI,0

KEYW,PR_CFD,0   


2.2 Задание параметров

Задаем в параметрической форме значения требуемых величин из условия задачи:

                      L = 2000

C=800

A=600

D= 30

T=2

B=150

H=10

E1=0.72e5   MU1=0.25

E2=1e4        MU2=0.4
  1.  Parameters >Scalar parameters>
  2.  Задать значение переменной.
  3.  Accept.
  4.  Задать значение следующей переменной.
  5.  ...
  6.  Close.

/PREP7  

*SET,l,2000

*SET,c,800  

*SET,a,600  

*SET,d,30   

*SET,t,2

*SET,b,150  

*SET,h,10   

*SET,E1,0.72e5  

*SET,MU1,0.25   

*SET,E2,1e4

*SET,MU2,0.4

2.3 Выбор конечного элемента

Выбираем конечные элементы Pipe 16 и Beam 4
  1.  Preprocessor >Element type >Add/Edit/Delete
  2.  Add
  3.  Выбрать Beam > 3D elastic 4
  4.  Apply
  5.  Выбрать Pipe > Elast straight16
  6.  Ok

ET,1,BEAM4  

ET,2,PIPE16

2.4 Задание геометрических характеристик сечения трубки
  1.  Preprocessor >Real Constants  > Add/Edit/Delete
  2.  Add.
  3.  Выбираем Pipe16.
  4.  В поле OD пишем D.
  5.  В поле TKWALL пишем T
  6.  Ok

R,1,D,T, , , , ,

RMORE, , , , , , ,  

RMORE, ,


2.5 Задание геометрических характеристик сечения ступеньки
  1.  Preprocessor >Sections  >Beam> Common Sections
  2.  В поле B пишем B.
  3.  В поле H пишем H.
  4.  Ok
  5.  Preprocessor >Sections  >Beam> Plot Sections, выбрав сечение 1 можно увидеть его геом. характеристики.
  6.  Preprocessor >Real Constants  > Add/Edit/Delete
  7.  Add.
  8.  Выбираем Beam 4.
  9.  Заполняем поля AREA, IZZ, IYY, TKZ, TKY, IXX
  10.  Ok

SECTYPE,   1, BEAM, RECT, , 0   

SECOFFSET, CENT

SECDATA,B,H,0,0,0,0,0,0,0,0

SECPLOT,   1,0  

R,2,1500,0.281e7,12500,10,150, ,

RMORE, ,49326, , , , ,  

2.6 Свойства материала

Выбираем модель материала. Модель линейная, эластичная, изотропная.

Модули упругости E1, E2, коэффициенты Пуассона MU1, MU2.
  1.  Preprocessor > Material props > Material models >
  2.  Structural > Liner > Isotropic
  3.  Определяем параметры
    Ex:         E1
    PRXY:   MU1
  4.  Ok
  5.  На вкладке Material выбираем New Model
  6.  Structural > Liner > Isotropic
  7.  Определяем параметры
    Ex:         E2
    PRXY:   MU2
  8.  Ok

MPTEMP,,,,,,,,  

MPTEMP,1,0  

MPDATA,EX,1,,E1

MPDATA,PRXY,1,,Mu1  

MPTEMP,,,,,,,,  

MPTEMP,1,0  

MPDATA,EX,2,,E2

MPDATA,PRXY,2,,MU2  

2.7 Создание конечно-элементной модели

1. Строим 15 узлов

Строим узлы:

  1.  Preprocessor > Modeling > Create > Nodes > In Active CS
  2.  Последовательно указываем координаты всех  15 точек
  3.  Для ориентации элемента Beam 4 создаем вспомогательные узлы:
  4.  Preprocessor > Modeling > Copy > Nodes > Copy
  5.  Выбираем узлы 12, 13 и 14
  6.  В поле DY пишем 200
  7.  В поле INC пишем 4

N,1,a,0,0,,,,   

N,2,a,l/4,0,,,,

N,3,a,l,0,,,,   

N,4,0,l,0,,,,   

N,5,0,l/4,0,,,,

N,6,0,0,0,,,,   

N,7,a,0,c,,,,  

N,8,a,l/4,3*c/4,,,,  

N,9,a,l/2,c/2,,,,   

N,10,a,3*l/4,c/4,,,,

N,11,a/2,3*l/4,c/4,,,,  

N,12,0,3*l/4,c/4,,,,

N,13,0,l/2,c/2,,,,  

N,14,0,l/4,3*c/4,,,,

N,15,0,0,c,,,,  

FLST,4,3,1,ORDE,2   

FITEM,4,12  

FITEM,4,-14

NGEN,2,4,P51X, , , ,200, ,1,

2.  Строим элементы каркаса (трубки)

Строим элементы:

  1.  Preprocessor > Modeling > Create > Elements > Elem Attributes
  2.  Выбираем атрибуты:

Type-2, Mat-1, Real-1;

  1.  Preprocessor > Modeling > Create > Elements > Auto Numbered> Thru Nodes
  2.  Последовательно указываем два узла, между которыми хотим получить элемент.
  3.  Соединяем точки и нажимаем ОК

TYPE,   2   

MAT,       1

REAL,       1   

ESYS,       0   

SECNUM,

TSHAP,LINE  

FLST,2,2,1  

FITEM,2,1   

FITEM,2,2   

E,P51X  

FLST,2,2,1  

FITEM,2,2   

FITEM,2,3   

E,P51X  

FLST,2,2,1  

FITEM,2,3   

FITEM,2,4   

E,P51X  

FLST,2,2,1  

FITEM,2,4   

FITEM,2,5   

E,P51X  

FLST,2,2,1  

FITEM,2,5   

FITEM,2,6   

E,P51X  

FLST,2,2,1  

FITEM,2,7   

FITEM,2,8   

E,P51X  

FLST,2,2,1  

FITEM,2,8   

FITEM,2,9   

E,P51X  

FLST,2,2,1  

FITEM,2,9   

FITEM,2,10  

E,P51X  

FLST,2,2,1

ITEM,2,10  

FITEM,2,3   

E,P51X  

FLST,2,2,1  

FITEM,2,4   

FITEM,2,12  

E,P51X  

FLST,2,2,1  

FITEM,2,12  

FITEM,2,13  

E,P51X  

FLST,2,2,1  

FITEM,2,13  

FITEM,2,14  

E,P51X  

FLST,2,2,1  

FITEM,2,14  

FITEM,2,15  

E,P51X  

FLST,2,2,1  

FITEM,2,5   

FITEM,2,2   

E,P51X  

FLST,2,2,1  

FITEM,2,14  

FITEM,2,5   

E,P51X  

FLST,2,2,1  

FITEM,2,2   

FITEM,2,8   

E,P51X  

3.  Строим элементы ступенек

Строим элементы:

  1.  Preprocessor > Modeling > Create > Elements > Elem Attributes
  2.  Выбираем атрибуты:

Type-1, Mat-2, Real-2;

  1.  Preprocessor > Modeling > Create > Elements > Auto Numbered> Thru Nodes
  2.  Последовательно указываем узлы в приведенном ниже порядке

14-8-18

Apply

13-9-17

Apply

11-10-16

Apply

12-11-16

Ok

  1.  PlotCtrl> Style> Size and Shape
  2.  Напротив [/ESHAPE] ставим галку.
  3.  Plot> MultiPlot

TYPE,   1   

MAT,       2

REAL,       2   

ESYS,       0   

SECNUM,   1

TSHAP,LINE  

FLST,2,3,1  

FITEM,2,14  

FITEM,2,8   

FITEM,2,18  

E,P51X  

FLST,2,3,1  

FITEM,2,13  

FITEM,2,9   

FITEM,2,17  

E,P51X  

FLST,2,3,1  

FITEM,2,12  

FITEM,2,10  

FITEM,2,16  

E,P51X  

/SHRINK,0   

/ESHAPE,1.0

/EFACET,1   

/RATIO,1,1,1

/CFORMAT,32,0   

/REPLOT

 

3. Solution

3.1 Закрепление и условия нагружения.

1. Закрепляем узлы 1 6  7  15

Solution>Apply Loads> >Structural> Displacement>On Nodes

Вводим номер узла, накладываем ограничение в 6 узле на все перемещения (UX UY UZ), в узле 15 на UY и UX, а в узлах 1 и 7 на UY

FLST,2,1,1,ORDE,1   

FITEM,2,1   

D,P51X, , , , , ,UY, , , , ,

FLST,2,1,1,ORDE,1   

FITEM,2,7   

D,P51X, , , , , ,UY, , , , ,

FLST,2,1,1,ORDE,1   

FITEM,2,15  

D,P51X, , , , , ,UX,UY, , , ,   

FLST,2,1,1,ORDE,1   

FITEM,2,6   

D,P51X, , , , , ,UX,UY,UZ, , ,  

2. Прикладываем нагрузку в узел 11

Solution>Apply Loads> >Structural> Force/Moment >On Nodes

В узел 11 прикладываем силу по оси y.

После этого запускаем программу на счет

Solution> Solve>Current LS

FLST,2,1,1,ORDE,1   

FITEM,2,11  

F,P51X,FY,-1000

SOLVE   

4. Postprocessor

4.1 Просмотр результатов

Чтение результатов

1. Просматриваем деформированную и недеформированную формы:


General Postproc> Plot Results> Deformed Shape

2. Выводим на экран анимацию деформированной формы

PlotCtrl>Animate>Deformed Shape


Задаем параметры отображения

3.  Строим распределение эквивалентных напряжений по теории Хубера-Мизеса:

General Postproc> Plot Results> Contour plot> Element solution> stress> Von Mises stress.

Лабораторная  работа  №3  «Расчет кронштейна»

Постановка задачи:

Длина  

L = 400 мм

Высота

B =200 мм

Ширина

h = 10 мм

Положение отверстия

XR = 80 Н

YR = 120 Н

Радиус отверстия

R = 50 мм

Модуль упругости

E = 0.72 ·105

Коэффициент Пуассона

Mu = 0,25

                                

2. Preprocessor.

2.1 Выбор типа анализа

Картинка

Описание действий

Текст программы

На данном этапе выбираем тип анализа. Требуемый тип “Structural”.
  1.   Двойной клик по пиктограмме «Preferences»
  2.   Тип анализа “Structural”
  3.   OK

KEYW,PR_SET,1   

KEYW,PR_STRUC,1

KEYW,PR_THERM,0

KEYW,PR_FLUID,0

KEYW,PR_ELMAG,0

KEYW,MAGNOD,0   

KEYW,MAGEDG,0   

KEYW,MAGHFE,0   

KEYW,MAGELC,0   

KEYW,PR_MULTI,0

KEYW,PR_CFD,0   


2.2 Задание параметров

Задаем в параметрической форме значения требуемых величин из условия задачи:

                      L = 400 мм

h = 10 мм

b = 200 мм

E = 0.7e5 МПа

MU = 0.25

XR = 80 мм

YR= 120 мм

R=50 мм
  1.  Parameters >Scalar parameters>
  2.  Задать значение переменной.
  3.  Accept.
  4.  Задать значение следующей переменной.
  5.  ...
  6.  Close.

/PREP7  

*SET,L,400  

*SET,h,10   

*SET,b,200  

*SET,xr,80

*SET,yr,120

*SET,r,50   

*SET,E,0.7e5

*SET,mu,0.25

2.3 Выбор конечного элемента

Выбираем конечный элемент Plane 2.
  1.  Preprocessor >Element type >Add/Edit/Delete
  2.  Add
  3.  Выбрать Solid > triangle 6 node 2
  4.  Ok
  5.  В опциях к нему выбираем: “Plane strs w/thk”
  6.  Оk

ET,1,PLANE2

 

KEYOPT,1,3,3

KEYOPT,1,5,0

KEYOPT,1,6,0

2.4 Задание геометрических характеристик сечения
  1.  Preprocessor >Real Constants > Add/Edit/Delete
  2.  Add.
  3.  Выбираем Plane.
  4.  В поле Thickness пишем h.
  5.  Ok

R,1,h,  


2.5 Свойства материала

Выбираем модель материала. Модель линейная, эластичная, изотропная.

Модуль упругости E, коэффициент Пуассона MU.
  1.  Preprocessor > Material props > Material models >
  2.  Structural > Liner > Isotropic
  3.  Определяем параметры
    EX:        E
    PRXY:  MU
  4.  Ok

MPTEMP,,,,,,,,  

MPTEMP,1,0  

MPDATA,EX,1,,E  

MPDATA,PRXY,1,,Mu   

2.6 Создание конечно-элементной модели

1. Строим узлы.
  1.  Preprocessor > Modeling > Create > Keypoints > In Active CS
  2.  Последовательно указать координаты первых трех точек
  3.  Изменяем параметры рабочего окна: Workplace>WP Settings
  4.  Workplace> ставим галочку на Display working place
  5.   Ставим несколько точек для создания геометрии кронштейна:

Modeling > Create > Keypoints > On Working Plane

K,1,0,0,0,  

K,2,0,b,0,  

K,3,L,b,0,  

wpstyle,0.5,10,0,400, 0.001,0,0,,5   

FLST,3,1,8  

FITEM,3,100.5,20,0  

K, ,P51X

FLST,3,1,8  

FITEM,3,160.5,61,0  

K, ,P51X

FLST,3,1,8  

FITEM,3,220,112,0   

K, ,P51X

FLST,3,1,8  

FITEM,3,319,140.5,0

K, ,P51X

FLST,3,1,8  

FITEM,3,387,170,0   

K, ,P51X

2.  Создаем кронштейн

Строим две прямых линии:

  1.  Preprocessor > Modeling > Create >Lines >Lines> in Active CS

Строим spline-линию:

  1.  Preprocessor > Modeling > Create >Lines >Splines> splines  thru KPs

Строим область Area:

  1.  Preprocessor > Modeling > Create > Areas > Arbitrary> By Lines
  2.  Последовательно указываем линии, между которыми хотим получить элемент.
  3.  Строим область – круг, в месте расположения отверстия: Preprocessor > Modeling > Create > Areas > Circle> solid circle и указываем координаты центра и радиус.
  4.  Вырезаем из кронштейна окружность: Preprocessor > Modeling > Operate>Booleans >Subtract> Areas
  5.  Выбираем область, из которой будем вырезать, нажимаем Apply
  6.  Выбираем область, которую будем вырезать, нажимаем Apply.

L,       1,       2

L,       2,       3

FLST,3,7,3  

FITEM,3,1   

FITEM,3,4   

FITEM,3,5   

FITEM,3,6   

FITEM,3,7   

FITEM,3,8   

FITEM,3,3   

BSPLIN, ,P51X    

FLST,2,3,4  

FITEM,2,1   

FITEM,2,2   

FITEM,2,3   

AL,P51X

CYL4,xr,yr,r

ASBA,       1,       2  

3. Разбиение на конечные элементы
  1.  Preprocessor > Modeling > MeshTool
  2.  C помощью кнопки SET возле Lines устанавливаем число разбиений всех линий: Выбираем линию > Apply > В поле No. of element divisions (NDIV) пишем количество точек разбиения линии
  3.  Preprocessor > Modeling > MeshTool 
  4.  В поле Mesh выбираем Areas, тип элементов (shape): треугольный (Tri), разбивка: свободная (Free).
  5.  Нажимаем Mesh и выбираем область разбивки.
  6.  Ok.

CM,_Y,LINE  

LSEL, , , ,P51X

CM,_Y1,LINE

CMSEL,,_Y   

LESIZE,_Y1, , ,25, , , , ,1

MSHAPE,1,2D

MSHKEY,0

CM,_Y,AREA  

ASEL, , , ,       3

CM,_Y1,AREA

CHKMSH,'AREA'   

CMSEL,S,_Y  

 

AMESH,_Y1   

CMDELE,_Y   

CMDELE,_Y1  

CMDELE,_Y2  

3. Solution

3.1 Закрепление.

Solution>Apply Loads> >Structural> Displacement>On Lines

Выбираем линию и  накладываем ограничение на все перемещения ( all DOF)

FLST,2,1,4,ORDE,1   

FITEM,2,1   

DL,P51X, ,ALL,

3.2 Задание нагрузки.

Solution>Apply Loads> >Structural> pressure >On Lines

Выбираем линию, после этого в первое поле вводим 0.05, во второе 0.15 (МПа)

3.3 После этого запускаем программу на счет

Solution> Solve>Current LS

FLST,2,1,4,ORDE,1   

FITEM,2,2   

SFL,P51X,PRES,0.05,0.15

SOLVE   

4. Postprocessor

4.1 Просмотр результатов

Чтение результатов

1. Просматриваем деформированную и недеформированную формы:


General Postproc> Plot Results> Deformed Shape

2. Выводим на экран анимацию деформированной формы

PlotCtrl>Animate>Deformed Shape

Задаем параметры отображения

3.  Строим распределение эквивалентных напряжений по теории Хубера-Мизеса:

General Postproc> Plot Results> Contour plot> Element solution> stress> Von Mises stress.

Лабораторная  работа  №4  «Расчет неравномерно нагретого вращающегося диска»

Постановка задачи:

 

Геометрия

R1 = 25 мм

R2 = 66 мм

R3 = 250 мм

R4 = 270 мм

H1 = 100 мм

H2 = 80 мм

H3 = 40 мм

H4 = 60 мм

Силы

Р1 = 5·107 Па

Р2 = 6·107 Па

Температура

Т1 = 300 ºС

Т2 = 400 ºС

Т3 = 500 ºС

Угловая скорость

= 3000 об/мин

Коэффициент температурного расширения

α = 12·10-5 1/с

Плотность

Ro = 7800 кг/м3

Модуль упругости

E = 2 ·1011 Па

Коэффициент Пуассона

Mu = 0,25

                                

2. Preprocessor.

2.1 Выбор типа анализа

Картинка

Описание действий

Текст программы

На данном этапе выбираем тип анализа. Требуемый тип “Structural”.
  1.   Двойной клик по пиктограмме «Preferences»
  2.   Тип анализа “Structural”
  3.   OK

KEYW,PR_SET,1   

KEYW,PR_STRUC,1

KEYW,PR_THERM,0

KEYW,PR_FLUID,0

KEYW,PR_ELMAG,0

KEYW,MAGNOD,0   

KEYW,MAGEDG,0   

KEYW,MAGHFE,0   

KEYW,MAGELC,0   

KEYW,PR_MULTI,0

KEYW,PR_CFD,0   


2.2 Задание параметров

Задаем в параметрической форме значения требуемых величин из условия задачи:

                      H1 = 0.100 м      R1=0.025 м

H2 = 0.080 м      R2=0.066 м

H3 = 0.040 м      R3=0.250 м

H4 = 0.060 м      R4=0.270 м

T1=3000C   T2=4000C   T3=5000C

E = 2.e11 Па

MU = 0.25

R0=7800 кг/м3  Omega=3000 об/мин

Alfa=1.2e-5 1/c
  1.  Parameters >Scalar parameters>
  2.  Задать значение переменной.
  3.  Accept.
  4.  Задать значение следующей переменной.
  5.  ...
  6.  Close.

/PREP7  

*SET,H1,0.1

*SET,H2,0.08

*SET,H3,0.04

*SET,H4,0.06

*SET,R1,0.025   

*SET,R2,0.066   

*SET,R3,0.250   

*SET,R4,0.27

*SET,E,2e11

*SET,MU,0.25

*SET,T1,300

*SET,T2,400

*SET,T3,500

*SET,Ro,7800

*SET,Alfa,1.2e-5

*SET,Omega,3000

2.3 Выбор конечного элемента

Выбираем конечный элемент Plane 42.
  1.  Preprocessor >Element type >Add/Edit/Delete
  2.  Add
  3.  Выбрать Solid > Quad 4node 42
  4.  Ok
  5.  В опциях к нему выбираем в поле K3: Axissymmetric
  6.  Оk

ET,1,PLANE42

KEYOPT,1,1,0

KEYOPT,1,2,0

KEYOPT,1,3,1

KEYOPT,1,5,0

KEYOPT,1,6,0


2.4 Свойства материала

Выбираем модель материала. Модель линейная, эластичная, изотропная.

Модуль упругости E, коэффициент Пуассона MU, Плотности Ro и коэффициент линейного температурного расширения Alfa
  1.  Preprocessor > Material props > Material models >
  2.  Structural > Liner > Isotropic
  3.  Определяем параметры
    Ex: E
    PRXY: MU

  1.  Preprocessor > Material props > Material models >

Structural > Density

Определяем параметр
DENS: Ro

  1.  Preprocessor > Material props > Material models >
  2.  Structural > Thermal Expansion>Secant coefficient > Isotropic
  3.  Определяем параметры
    ALPX: Alfa
  4.  Ok

MPTEMP,,,,,,,,  

MPTEMP,1,0  

MPDATA,EX,1,,E  

MPDATA,PRXY,1,,MU   

MPTEMP,,,,,,,,  

MPTEMP,1,0  

MPDATA,DENS,1,,Ro   

MPTEMP,,,,,,,,  

MPTEMP,1,0  

UIMP,1,REFT,,,  

MPDATA,ALPX,1,,Alfa 

2.5 Создание конечно-элементной модели

Строим узлы:

  1.  Preprocessor > Modeling > Create > Nodes > In Active CS
  2.  Последовательно указываем координаты всех  8 узлов
  3.  Изменяем параметры рабочего окна: Workplace->WP Settings
  4.  Workplace> ставим галочку на Display working place
  5.   Ставим несколько точек для создания геометрии диска: Modeling > Create > Nodes > On Working Plane
  6.  Preprocessor > Modeling > Reflect > Nodes  Выбираем узлы> Apply отражаем относительно плоскости XZ

K,1,r1,h2,,

K,2,r1,h1,,

K,3,r2,h1,,

K,4,r2,h2,,

K,5,r3,h3,,  

K,6,r3,h4,,

K,7,r4,h4,,

K,8,r4,h3,,

wpstyle,0.01,0.01,0,0.3,0.001,0,0,,5

WPSTYLE,,,,,,,,1

FLST,3,1,8  

FITEM,3,0.225,0.35E-01,0

K, ,P51X

FLST,3,1,8  

FITEM,3,0.18,0.4E-01,0  

K, ,P51X

FLST,3,11,3,ORDE,2  

FITEM,3,1   

FITEM,3,-11

KSYMM,Y,P51X, , , ,0,0  

 Создаем диск

Строим прямые линии:

  1.  Preprocessor > Modeling > Create >Lines >Lines> Straight Line

Строим spline-линии:

  1.  Preprocessor > Modeling > Create >Lines >Splines> splines  thru KPs

Строим области Area:

  1.  Preprocessor > Modeling > Create > Areas > Arbitrary> By Lines
  2.  Последовательно указываем линии, между которыми хотим получить area.

 

LSTR,       1,       2  

LSTR,       3,       4  

LSTR,       3,       2  

LSTR,       1,       4  

LSTR,      12,      15  

LSTR,      15,      14  

LSTR,      14,      13  

LSTR,      13,      12  

LSTR,      12,       1  

LSTR,       4,      15  

LSTR,       6,       5  

LSTR,       5,       8  

LSTR,       8,       7  

LSTR,       7,       6  

LSTR,      16,      19  

LSTR,      19,      18  

LSTR,      18,      17  

LSTR,      17,      16  

LSTR,       5,      16  

LSTR,       8,      19  

FLST,3,5,3  

FITEM,3,4   

FITEM,3,9   

FITEM,3,10  

FITEM,3,11  

FITEM,3,5   

BSPLIN, ,P51X   

FLST,3,5,3  

FITEM,3,15  

FITEM,3,20  

FITEM,3,21  

FITEM,3,22  

FITEM,3,16  

BSPLIN, ,P51X  

FLST,2,4,4  

FITEM,2,9   

FITEM,2,4   

FITEM,2,10  

FITEM,2,5   

AL,P51X

FLST,2,4,4  

FITEM,2,1   

FITEM,2,3   

FITEM,2,4   

FITEM,2,2   

AL,P51X

FLST,2,4,4  

FITEM,2,8   

FITEM,2,5   

FITEM,2,7   

FITEM,2,6   

AL,P51X

FLST,2,4,4  

FITEM,2,21  

FITEM,2,22  

FITEM,2,10  

FITEM,2,19  

AL,P51X

FLST,2,4,4  

FITEM,2,11  

FITEM,2,14  

FITEM,2,13  

FITEM,2,12  

AL,P51X

FLST,2,4,4  

FITEM,2,15  

FITEM,2,18  

FITEM,2,16  

FITEM,2,17  

AL,P51X

FLST,2,4,4  

FITEM,2,20  

FITEM,2,19  

FITEM,2,15  

FITEM,2,12  

AL,P51X

 Разбиение на конечные элементы
  1.  Preprocessor > Modeling > MeshTool

  1.  C помощью кнопки SET возле Lines устанавливаем число разбиений всех линий: Выбираем линию > Apply > В поле No. of element divisions (NDIV) пишем число точек разбиения линии

  1.  Preprocessor > Modeling > MeshTool 

  1.  В поле Mesh выбираем Areas, тип элементов (shape): четырехугольный (Quad), разбивка: привязанная (Mapped).

  1.  Нажимаем Mesh и выбираем область разбивки.

  1.  Ok.

FLST,5,6,4,ORDE,4   

FITEM,5,9   

FITEM,5,-10

FITEM,5,19  

FITEM,5,-22

CM,_Y,LINE  

LSEL, , , ,P51X

CM,_Y1,LINE

CMSEL,,_Y   

LESIZE,_Y1, , ,20, , , , ,1

FLST,5,16,4,ORDE,4  

FITEM,5,1   

FITEM,5,-8  

FITEM,5,11  

FITEM,5,-18

CM,_Y,LINE  

LSEL, , , ,P51X

CM,_Y1,LINE

CMSEL,,_Y   

LESIZE,_Y1, , ,6, , , , ,1  

MSHAPE,0,2D

MSHKEY,0

FLST,5,7,5,ORDE,2   

FITEM,5,1   

FITEM,5,-7  

CM,_Y,AREA  

ASEL, , , ,P51X

CM,_Y1,AREA

CHKMSH,'AREA'   

CMSEL,S,_Y  

AMESH,_Y1   

CMDELE,_Y   

CMDELE,_Y1  

CMDELE,_Y2  

 

3. Solution

3.1 Закрепление и нагрузка

Solution>Apply Loads> >Structural> Displacement>On Lines

Выбираем линии и  накладываем ограничение  на  перемещение левого края диска в вертикальном направлении  ( UY)

FLST,2,3,4,ORDE,3   

FITEM,2,1   

FITEM,2,8   

FITEM,2,-9  

DL,P51X, ,UY,   

Solution>Apply Loads> >Structural> pressure >On Lines

Выбираем 1-ю линию, после этого в первое и второе поля вводим 5e7

Выбираем 2-ю линию, после этого в первое и второе поля вводим -6e7

FLST,2,3,4,ORDE,3   

FITEM,2,1   

FITEM,2,8   

FITEM,2,-9  

SFL,P51X,PRES,5e7,5e7   

FLST,2,3,4,ORDE,3   

FITEM,2,13  

FITEM,2,16  

FITEM,2,20  

 

SFL,P51X,PRES,-6e7,-6e7

3.1 Температурная и инерционная нагрузки

Solution>Apply Loads> >Structural> Temperatures>On Areas

Выбираем площади и  пишем нужное значение температуры (T1,T2,T3)

FLST,2,3,5,ORDE,2   

FITEM,2,1   

FITEM,2,-3  

BFA,P51X,TEMP,T1 

FLST,2,1,5,ORDE,1   

FITEM,2,4   

BFA,P51X,TEMP,T2

FLST,2,3,5,ORDE,2   

FITEM,2,5   

FITEM,2,-7  

BFA,P51X,TEMP,T3

Solution>Apply Loads> >Structural> Inertia >Angular Velocity> Global

В поле OMEGY вводим Omega

После этого запускаем программу на счет

Solution> Solve>Current LS

OMEGA,0,Omega,0,0   

SOLVE

 

4. Postprocessor

4.1 Просмотр результатов

Чтение результатов

1. Просматриваем деформированную и недеформированную формы:


General Postproc> Plot Results> Deformed Shape

2. Выводим на экран анимацию деформированной формы

PlotCtrl>Animate>Deformed Shape

Задаем параметры отображения

3.  Строим распределение эквивалентных напряжений по теории Хубера-Мизеса:

General Postproc> Plot Results> Contour plot> Element solution> stress> Von Mises stress.

Лабораторная  работа  №5  «Расчет баллонного ключа»

Постановка задачи:

                        

P = 1000 Н

1. Preprocessor.

1.1 Выбор типа анализа

Картинка

Описание действий

Текст программы

На данном этапе выбираем тип анализа. Требуемый тип “Structural”.
  1.   Двойной клик по пиктограмме «Preferences»
  2.   Тип анализа “Structural”
  3.   OK

KEYW,PR_SET,1   

KEYW,PR_STRUC,1

KEYW,PR_THERM,0

KEYW,PR_FLUID,0

KEYW,PR_ELMAG,0

KEYW,MAGNOD,0   

KEYW,MAGEDG,0   

KEYW,MAGHFE,0   

KEYW,MAGELC,0   

KEYW,PR_MULTI,0

KEYW,PR_CFD,0   


1.2 Задание параметров

Задаем в параметрической форме значения требуемых величин из условия задачи:

                      

P = 1000 Н

E = 2.e5 МПа

MU = 0.3
  1.  Parameters >Scalar parameters>
  2.  Задать значение переменной.
  3.  Accept.
  4.  Задать значение следующей переменной.
  5.  ...
  6.  Close.

/PREP7  

*SET,P,1000   

*SET,E,2e5

*SET,mu,0.3

1.3 Выбор конечного элемента

Выбираем конечные элементы Plane 42 и Solid 45.
  1.  Preprocessor >Element type >Add/Edit/Delete
  2.  Add
  3.  Выбрать Solid > Quad 4node 42
  4.  Ok
  5.  Выбрать Solid > Brick 8node 45
  6.  Ok

ET,1,PLANE42

ET,2,SOLID45


1.4 Свойства материала

Выбираем модель материала. Модель линейная, эластичная, изотропная.

Модуль упругости E, коэффициент Пуассона MU.
  1.  Preprocessor > Material props > Material models >
  2.  Structural > Liner > Isotropic
  3.  Определяем параметры
    Ex: E
    PRXY: MU
  4.  Ok

MPTEMP,,,,,,,,  

MPTEMP,1,0  

MPDATA,EX,1,,E  

MPDATA,PRXY,1,,Mu   

2.5 Создание конечно-элементной модели

1. Строим  точки (keypoints)

Строим узлы:

  1.  Preprocessor > Modeling > Create > Keypoints > In Active CS
  2.  Cтроим точки c координатами (0;0;0) и (13.9;0;0)
  3.  Переходим в цилиндрическую систему координат: Workplace->Change Active CS> Global Cylindrical
  4.  Preprocessor > Modeling > Copy > Keypoints Выбираем

узел 2> В поле KGEN ставим число копий (6 штук) и в поле DY ставим 60 (в полярной С.К. это 60 градусов )

  1.  Preprocessor > Modeling > Copy > Keypoints Выбираем

узел 2> В поле KGEN ставим число копий 2 и в поле DX ставим 6.1

  1.  Preprocessor > Modeling > Copy > Keypoints Выбираем

узел 8> В поле KGEN ставим число копий 6 и в поле DY ставим 60

  1.  Переходим в декартову систему координат: Workplace->Change Active CS> Global Cartesian
  2.  Cтроим точки c координатами (0;0;120)  (0;20;120)  (0;20;140) и (0;80;140)

K,1,0,0,0,  

K,2,13.9,0,0,  

CSYS,1  

FITEM,3,2   

KGEN,6,P51X, , , ,60, , ,0

FITEM,3,2   

KGEN,2,P51X, , ,6.1, , , ,0

FITEM,3,8   

KGEN,6,P51X, , , ,60, , ,0  

   

CSYS,0  

K,14,0,0,120,   

K,15,0,20,120,  

K,16,0,20,140,  

K,17,0,80,140, 

K,18,0,0,15,

2.  Строим линии

Строим  прямые линии:

  1.  Preprocessor > Modeling > Create >Lines >Lines> Straight Line

Строим arc-линию:

  1.  Preprocessor > Modeling > Create >Lines >Arcs> By End KPs & Radius

LSTR,       1,       3  

LSTR,       1,       4  

LSTR,       1,       5  

LSTR,       1,       6  

LSTR,       1,       7  

LSTR,       1,       2  

LSTR,       3,       9  

LSTR,       4,      10  

LSTR,       5,      11  

LSTR,       6,      12  

LSTR,       7,      13  

LSTR,       2,       8

LSTR,       5,       4  

LSTR,       4,       3  

LSTR,       3,       2  

LSTR,       2,       7  

LSTR,       7,       6  

LSTR,       6,       5  

LSTR,       1,      14  

LSTR,      16,      17  

LARC,10,11,1,20,

LARC,11,12,1,20,

LARC,12,13,1,20,

LARC,13,8,1,20,

LARC,8,9,1,20,

LARC,9,10,1,20,

LARC,14,16,15,20,   

3. Разбиение на конечные элементы

  1.  Строим области Area (всего 12 областей):
  2.  Preprocessor > Modeling > Create > Areas > Arbitrary> By Lines
  3.  Последовательно указываем линии, между которыми хотим получить элемент.
  4.  Preprocessor > Modeling > MeshTool 

C помощью кнопки SET возле Lines устанавливаем число разбиений всех линий: Выбираем линию > Apply > В поле No. of element divisions (NDIV) пишем число точек разбиения линии

  1.  Preprocessor > Modeling > MeshTool 
  2.  В поле Mesh выбираем Areas, тип элементов (shape): четырехугольный (Quad), разбивка: привязанная (Mapped).
  3.  Нажимаем Mesh и выбираем область разбивки.
  4.  Ok.

FLST,2,4,4  

FITEM,2,17  

FITEM,2,7   

FITEM,2,24  

FITEM,2,12  

AL,P51X

FLST,2,4,4  

FITEM,2,12  

FITEM,2,25  

FITEM,2,16  

FITEM,2,11  

AL,P51X

FLST,2,4,4  

FITEM,2,11  

FITEM,2,15  

FITEM,2,10  

FITEM,2,26  

AL,P51X

FLST,2,4,4  

FITEM,2,10  

FITEM,2,14  

FITEM,2,9   

FITEM,2,27  

AL,P51X

FLST,2,4,4  

FITEM,2,9   

FITEM,2,13  

FITEM,2,8   

FITEM,2,22  

AL,P51X

FLST,2,3,4  

FITEM,2,24  

FITEM,2,1   

FITEM,2,6   

AL,P51X

FLST,2,3,4  

FITEM,2,25  

FITEM,2,6   

FITEM,2,5   

AL,P51X

FLST,2,3,4  

FITEM,2,26  

FITEM,2,5   

FITEM,2,4   

AL,P51X

FLST,2,3,4  

FITEM,2,4   

FITEM,2,27  

FITEM,2,3   

AL,P51X

FLST,2,3,4  

FITEM,2,3   

FITEM,2,22  

FITEM,2,2   

AL,P51X

FLST,2,3,4  

FITEM,2,1   

FITEM,2,2   

FITEM,2,23  

AL,P51X

FLST,2,4,4  

FITEM,2,8   

FITEM,2,18  

FITEM,2,7   

FITEM,2,23  

AL,P51X

FLST,5,12,5,ORDE,2  

FITEM,5,1   

FITEM,5,-12

CM,_Y,AREA  

ASEL, , , ,P51X

CM,_Y1,AREA

CHKMSH,'AREA'   

CMSEL,S,_Y  

AMESH,_Y1   

CMDELE,_Y   

CMDELE,_Y1  

CMDELE,_Y2  

4. Получение полной геометрии ключа

   1.  Preprocessor > Modeling >Operate > Extrude  > Elem Ext Opt и в поле Element Type Number выбираем элемент Solid45

В поле VAL1 набираем 10

    2. Preprocessor > Modeling >Operate > Extrude  > Areas> By XYZ Offset

Выбираем 6 внешних областей> Apply> В поле DZ пишем -20.

    3. Выбираем области с координатой z=0;

Select> Entities> Выбираем: Areas, By Location, Z coordinates, нажимаем Apply> Plot

    4. Preprocessor > Modeling >Operate > Extrude  > Areas> By XYZ Offset

Выбираем 12 областей (z=0)> Apply> В поле DZ пишем 15, в полях RX и RY пишем 0.5

    5. Выбираем области с координатой z=15;

    6. Preprocessor > Modeling >Operate > Extrude  > Areas> By Lines

Протягиваем вдоль линий, изображающих ручку ключа.

FLST,2,6,5,ORDE,2   

FITEM,2,1   

FITEM,2,-6  

VEXT,P51X, , ,0,0,-20,,,,   

ASEL,S,LOC,Z,0  

FLST,2,12,5,ORDE,2  

FITEM,2,1   

FITEM,2,-12

VEXT,P51X, , ,0,0,15,0.5,0.5,,  

ASEL,S,LOC,Z,15

FLST,2,12,5,ORDE,12

FITEM,2,37  

FITEM,2,42  

FITEM,2,46  

FITEM,2,50  

FITEM,2,54  

FITEM,2,58  

FITEM,2,61  

FITEM,2,64  

FITEM,2,66  

FITEM,2,68  

FITEM,2,70  

FITEM,2,72  

LPLOT   

FLST,8,3,4  

FITEM,8,19  

FITEM,8,21  

FITEM,8,20  

VDRAG,P51X, , , , , ,P51X   

В результате получится следующее изображение:

3. Solution

3.1 Закрепление

1. Закрепляем внутренние грани шестигранника

Закрепляем внутренние грани шестигранника, запрещая все перемещения

Solution>Apply Loads> >Structural> Displacement>On Areas

Выбираем площади, накладываем ограничение на все перемещения (all DOF)

FITEM,2,16  

DA,P51X,ALL,

FITEM,2,21  

DA,P51X,ALL,

FITEM,2,25  

DA,P51X,ALL,

FITEM,2,29  

DA,P51X,ALL,

FITEM,2,33  

DA,P51X,ALL,
FITEM,2,36  

DA,P51X,ALL,

Выбираем узлы с координатой  z=140

Select> Entities> Выбираем: Nodes, By Location, Z coordinates, нажимаем Apply> Plot

Solution>Apply Loads> >Structural> Force/Moment >On Nodes

В один и крайних узлов прикладываем силу по оси x.

После этого запускаем программу на счет

Solution> Solve>Current LS

NSEL,S,LOC,Z,140

NPLOT   

FLST,2,1,1,ORDE,1   

FITEM,2,15785   

F,P51X,FX,P

SOLVE   

4. Postprocessor

4.1 Просмотр результатов

Чтение результатов

1. Просматриваем деформированную и недеформированную формы:


General Postproc> Plot Results> Deformed Shape

2. Выводим на экран анимацию деформированной формы

PlotCtrl>Animate>Deformed Shape

Задаем параметры отображения

3.  Строим распределение эквивалентных напряжений по теории Хубера-Мизеса:

General Postproc> Plot Results> Contour plot> Element solution> stress> Von Mises stress.




1. ЧИННИК РОЗВИТКУТВОРЧОСТІ СТАРШОКЛАСНИКІВ Колись німецький поет Ф
2. спортивный союз России Федерация спортивного туризма РФ СПРАВКА о зачете прохождения тури.html
3. Theme nd the rheme Theme rheme trnsition
4. Теперь подошла очередь татуированных мужиков.
5. Хабаровская государственная академия экономики и права Кафедра финансов Факультет Финансис
6. ПрофСТАРТЫ Алтай
7. Реферат- Роль и место сертификации в решении проблем качества
8. Лабораторная работа 4 Тема- ldquo;Определение длины волн при помощи дифракционной решеткиrdquo;.
9. на тему Стан та щляхи удосконалення обліку розрахунків з постачальниками і підрядниками
10. Причина одного из самых мучительных и затяжных кризисов Голливуда начала 1960-х годов
11. Тут вы не увидите стандартных строк как обычно бывает в привычных вам книгах
12. На краю Света Командорские острова
13. На тему- Оптовая торговля её сущность и значение
14. Тема 1. ПОЛТТОЛОГИЯ КАК НАУКА
15. Протокол TELNET
16. Молодежный центр Кострома сроки прохождения практики- с 11 ноября по 22 декабря 2013 года
17. Поняття ліцензії З А К О Н У К Р А Ї Н И Про ліцензування певних видів господарської діяльності Ліц
18. Восточная ЭкономикоЮридическая Гуманитарная Академия Академия ВЭГУ Специальность- фин
19. Правове регулювання якості товарів, робіт та послуг
20. Экзаменационные вопросы по практическому навыку Выполните повязку Дезо

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе