Для элементов оболочек ориентация, указанная командой ESYS, использует проекцию локальной системы координат на поверхность оболочки. Ось X элемента определена проекцией локальной оси X на поверхность оболочки. Если проекция является точкой (или угол между локальной осью X и нормалью к оболочке равен О* (с допуском в 45°)), для определения направления оси X элемента используется проекция локальной оси Y. Оси Z и Y определяются, как указано для системы координат, применяемой по умолчанию. Для элементов, не имеющих промежуточных узлов, проекция вычисляется в центре тяжести элемента и предполагается постоянной по всему элементу. Для элементов, имеющих промежуточные узлы, проекция вычисляется в каждой точке интегрирования, и ее направление может изменяться в элементе. Для осесимметричных элементов применяются только повороты в плоскости XY. Отдельные элементы также позволяют вводить ориентацию посредством подпрограмм пользователя.

Все системы координат элемента, показанные на иллюстрациях в описании элементов, предполагают, что никакая ориентация командой ESYS не определена. Системы координат элемента могут быть показаны в виде специальных символов командой /PSYMB или в виде номера ESYS (если есть) командой /PNUM. Отображение специальных Символов не учитывает влияния поворота системы координат посредством любых геометрических характеристик, за исключением элементов ВЕАМ4. В задачах с большими перемещениями система координат элемента поворачивается из своего исходного положения на значение поворота элемента в виде жесткого целого.

2.2.2. Элементы! использующие узловую систему координат

Несколько специальных элементов используют только-узловую систему координат:

COMBIN14 Упругий демпфер при KEYOPT(2) = 1, 2, 3, 4, 5 или 6

MASS21 Масса задач МДТТ при KEYOPT(2) - 1

MATRIX27 Матрица жесткости, демпфирования или массы

COMBIN37 Контрольный элемент

FLUID38 Элемент связи динамических потоков

COMBIN39 Нелинейная упругая связь при KEYOPT(4) = О

COMBIN40 Комбинированный элемент

TRANS 126 Электромеханический преобразователь

Данные элементы определены в узловых системах координат. Подобное позволяет применять упрощенный контроль направлений, особенно для случая элементов с двумя узлами при совпадении узлов. Если используются степени свободы UX, UY или UZ, узлы не являются совпадающими и нагрузка не действует параллельно линии, соединяющей эти два узла, в результате чего отсутствует механизм передачи полученных усилий (моментов), что приводит к потере равновесия моментов. Единственным исключением является элемент

MATRIX27, который может включать связь моментов при добавлении к матрице дополнительных условий.

Существуют определенные обстоятельства, в которых следует проверять поворот узлов, например командой NROTAT:

-если узлы элементов, содержащих более одного узла, не поворачиваются единым образом, условия равновесия могут не удовлетворяться,

-обычно ускорение прикладывается в глобальной декартовой системе координат. Но в связи с отсутствием каких-либо преобразований, производя -щихся при переходе от глобальной системы координат к узловой, ускорение фактически воздействует на любую массу элемента в узловой системе координат, порождая неожиданные результаты. Поэтому при наличии в данных элементах повернутых узлов приложение ускорений не рекомендуется;

-вычисления массы и учета инерции некорректны.

2.3. Свойства материалов

Свойства материалов, используемые при проведении расчетов и определении результатов, могут являться линейными и нелинейными.

2.3.1. Линейные свойства материалов

Линейные свойства материала, используемые соответствующим типом элемента, содержатся в п. 2.3. «Свойства материала» в таблице исходных данных для каждого типа элемента и указываются командой MP. Краткое описание (включая обозначение, используемое командой MP) всех линейных свойств материала приведено в табл. 2.3 «Линейные свойства материалов» в полном тексте русской документации к комплексу ANSYS. Данные свойства (которые могут зависеть от температуры) называются линейными свойствами, поскольку обычные нетепло-вые расчеты, использующие данные свойства, требуют выполнения только единственной итерации. Наоборот, если свойства, необходимые для теплового расчета (например, КХХ), являются зависящими от температуры, задача является нелинейной. Свойства, такие как данные связи напряжений с деформациями, называются нелинейными свойствами, поскольку расчет, использующий данные свойства, требует выполнения итерационных вычислений.

Для линейных свойств материала, которые требуются для элемента, но не указаны, используются значения по умолчанию, описанные ниже (за исключением того, что ЕХ и КХХ, если применяются, должны указываться в виде ненулевых значений). Любые дополнительные свойства материалов игнорируются.

Индексы X, Y и Z относятся к системе координат элемента. В общем случае, если материал является изотропным, требуется указывать данные с индексом X и, возможно, XY.

Свойства материалов задач МДТТ могут указываться как свойства изотропных, ортотропных или анизотропных материалов.

2.3.2. Нелинейные свойства материалов

Для указания свойств нелинейных материалов используются специальные таблицы данных. Таблица данных является рядом констант, которые интерпретируются при их использовании. Таблицы данных всегда связываются с номером материала и чаще всего используются для указания нелинейных данных материала (кривых напряжений - деформаций, то есть деформирования, констант ползучести, констант набухания и кривых намагничивания). Другие свойства материалов описаны выше в п. 2.3.1 «Линейные свойства материалов». Для отдельных типов элементов таблица данных используется для указания других специальных исходных данных, не являющихся свойствами материала. Форма таблицы данных (именуемая таблицей ТВ) зависит от определяемых данных. Если форма таблицы свойственна только для одного типа элемента, таблица оговорена в описании элемента в п. 2.10 «Библиотека элементов». Если форма таблицы применяется более чем для одного элемента, она упомянута в описании элемента. Таблицы могут применяться для следующих типов данных:

-материалы с нелинейной связью напряжений и деформаций;

-пластичность чугуна;

-константы гиперупругого материала;

-константы вязкоупругого материала;

-магнитные материалы;

-анизотропные упругие материалы;.

-пьезоэлектрические материалы;

-пьезорезистивные материалы;

-анизотропные материалы с диэлектрической проницаемостью;

-материалы с пластичностью, зависящей от скорости (вязкопластичные);

-материалы уплотнений; уравнения ползучести;

-сплавы с памятью формы;

-уравнения набухания;

-материалы элементов связей МРС184.

2.4. Узловые и элементные нагрузки

Нагрузки делятся на два типа: узловые и элементные. Узловые нагрузки указываются в узлах и непосредственно не связаны с элементами. Эти узловые нагрузки связаны со степенями свободы в узле и обычно указываются командами D и F (такие как ограничения узловых перемещений и сосредоточенные усилия в узлах). Элементные нагрузки являются нагрузками, приложенными к поверхностям, объемными нагрузками и инерционными нагрузками. Элементные нагрузки всегда связаны с отдельным элементом (даже если значения указываются в узлах). Некоторые элементы могут также иметь индикаторы.

Нагрузки, приложенные к поверхности (давление для элементов МДТТ, конвекция для тепловых элементов и т. д.), могут указываться в узловом или элемент-