Рис. 8.9. Панель Area Attributes

Создание сетки конечных элементов на поверхностях и линиях

Как уже указывалось выше, создание сетки конечных элементов осуществляется в три этапа: присвоение атрибутов объектам (линиям, поверхностям, объемам), указание числа элементов по линиям и собственно формирование узлов и элементов.

Для поверхностей, формирующих бак и его шпангоут, атрибуты (тип элемента, характеристики элемента и материал) определяются из экранного меню командами Preprocessor -> Attributes-Define -> All Areas... (то есть для всех поверхностей сразу). После этого вызова на экране возникает панель Area Attributes (рис. 8.9).

В этой панели необходимо указать номер материала (MAT Material number), номер набора характеристик конечного элемента (REAL Real constant set number) и тип применяемого конечного элемента (TYPE Element type number). Для изотропного материала элементная координатная система не вводится, и поэтому указывать ее номер (ESYS Element coordinate sys) не требуется.

Из командной строки то же самое задается командой ААТТ,1,1>1Д

Для атрибутов линии процедура несколько сложнее. Дело в том, что при указании поперечного сечения балочного элемента требуется дополнительно указать ориентацию этого сечения. Если ось Z элементной системы координат определяется по двум узлам элемента, то ось X элементной системы координат требуется задавать дополнительно вручную. Для задания этой оси X требуется указать ориентационную точку (подробнее это описано в томе «Теория» документации к МКЭ ANSYS, поставляемой вместе с дистрибутивом). Данная точка указывается на экране при помощи мыши.

Команда определения атрибутов линии вызывается из экранного меню следующим образом: Preprocessor -> Attributes—Define -* Picked Lines. После этого на экране появляется панель Line Attributes (рис. 8.10).

В данной панели необходимо указать:

•номер применяемого для элементов, создаваемых на конкретной линии, материала (MATMaterial number);

•номер набора характеристик конечного элемента (REAL Real constant set number);

•тип применяемого конечного элемента (TYPE Element type number);

•номер типа поперечного сечения (SECT Element section).

В отличие от стержневых элементов, для элементов балки необходимо установить переключатель Pick Orientation Keypoint(s) в положение Yes Затем требуется нажать кнопку ОК, после чего панель исчезает с экрана и пользователь должен указать ориентационную точку (объект типа keypoint) на экране Эта точка не должна лежать на линии, для которой указываются атрибуты

Из командной строки то же самое задается командой:

llUXti Aiclgn Attributes to Picked Lines BM №t«l*l nimber REAL Heel cuiibttuiL ъеЛ nuntinr ТУРЕ Elment type number

SECT EJmmnt eattiun Pii.li Oi-iente.tiD.il Xeypntvn)

Rpplv

Cancel I

Help

Рис. 8.10. Панель Line Attributes

где:

LATT, MAT, REAL, TYPE,, KB, KE, SECNUM

MAT — номер применяемого материала;

REAL — номер набора характеристик конечного элемента;

TYPE — тип применяемого конечного элемента;

KB — номер ориентационной точки для начального сечения балки (задается обязательно);

КЕ — номер ориентационной точки для конечного сечения балки (задается только для естественно закрученных балок, в общем случае не требуется); SECNUM — номер типа поперечного сечения

LsftHHIHtfl thrink entitles by ISIMMFVl Biro Ч if elrnenf vhKpev jtaeed on rul

IHllHltPllltlnila

КСЯЬЕ ЯееД eenefant RuJfctlplier

E/EPftCET] Facett/wlenent edge

F/RATIOl IHer-nrtton uf Rennutry WV Lndn«* minuer

К dietnrtian rntfu V distortion ratio

Нйточ

14ПТ1ЛТ1 llrplat upon (W/Hpylv

JO percent

Далее определяется количество элементов на линиях и строится сетка конечных элементов как на линиях, так

и на поверхностях.

Для лучшей визуализации полученной конечно-элементной модели желательно включить дополнительные опции изображения модели командой выпадающего меню PlotCtrls -» Style -» Size and Shape... После этого на экране появится панель Size and Shape (рис 8 11), в которой необходимо установить переключатель f/ESHAPE] Display of element shaped based on real constant description в положение On

После выполнения этой операции конечно-элементная мо-

Ч-ll I

Рис 8 11. Панель Size and Shape

Приложение нагрузок и закреплений к модели

Приложение ускорения свободного падения было подробно описано в главе 4. В данном случае необходимо приложить гидростатическое внутреннее давление к стенкам бака. При этом (условно) подразумевается, что бак наполнен жидкостью (водой) вплоть до самой верхней своей точки.

Приложение гидростатического давления к стенкам бака подразделяется на четыре этапа:

•предварительный отбор поверхностей и элементов, к которым прикладывается давление;

•назначение градиента давления;

•приложение равномерного давления к поверхностям;

•перенос нагрузок из геометрической модели в конечно-элементную.

Предварительный отбор поверхностей требуется для того, чтобы не прикладывать давления к шпангоуту. Отбор проводится при помощи команды выпадающего меню Select -» Entities. После вызова команды на экране появляется панель Select Entities (рис. 8.12).

В верхнем списке можно выбрать любые геометрические объекты МКЭ ANSYS — такие, как точки, линии, поверхности, объемы, узлы и элементы. Во втором списке можно указать тип выбора — прямым указанием (By Num/Pick), по принадлежности и т.д.

Далее следуют переключатели:

•From Full — создать набор активных объектов из совокупности указанных;

•Reselect — начать создание нового набора;

•Also Select — добавить к существующему набору объектов; Unselect — убрать из активного набора.

Кнопка Sele All позволяет выделить все существующие объекты. Кнопка Invert позволяет обратить выделение. Кнопка Sele None позволяет удалить из активного набора все объекты.

Объекты, подвергшиеся удалению из активного набора, не уничтожаются, а только становятся недоступными для действия дальнейших операций. Они также не изображаются на экране. В данном случае следует оставить в активном наборе только поверхности собственно бака и элементы, лежащие на этих поверхностях

Рис. 8.12. Панель Select Entities выбора объектов

дель будет изображена в соответствии с действительной толщиной оболочек и формой поперечного сечения балок.

Из командной строки та же операция вызывается в виде:

/ESHAPE,1.0

/REPLOT