Численное решение задачи и анализ результатов



 

Перед решением задачи следует оценить качество конечно-элементной и расчетной моделей. Для этого выполняют команду Анализ → Проверка конечно-элементной модели → Настройка модели, или выбирают кнопку Настройка моделина панели Расширенная симуляция.Выполняют проверку корректности задания нагрузок и ограничений, соответствия созданной КЭ-модели геометрической модели и проверку задания материала. Результаты проверки отображаются в окне Информация. Если выявляются ошибки, пользователь должен их исправить, затем произвести повторную проверку и убедиться в отсутствии ошибок, иначе запуск решения будет невозможен.

После завершения проверки КЭ-модели для запуска решения выполняют команду Решение или Анализ → Вычисления.

Чтобы оценить качество расчетной модели непосредственно перед началом расчета, в окне Решение (рис. 3.37) должна быть включена опция Проверка настройки модели.

Для выполнения решения выполняют команды Решение или Анализ → Вычисления, либо указывают правой клавишей мыши на вкладку Solution 1в окне Навигатор симуляции, в появившемся диалоговом окне выбирают опцию Решитьи нажимаютОКв появившемся диалоговом окне Решение (см. рис. 3.37).

По ходу расчета выполняют так называемый мониторинг хода решения. Для выявления проблем с решением на раннем этапе необходимо следить за сходимостью решателя, алгоритма, за историей решения [2 – 6]. Расчет можно считать завершенным, если в появившемся диалоговом окне Мониторинг решения появится надпись Задача выполнена, а в окне Мониторинг анализаЗаконченный.Если эти условия выполнены, пользователь может закрыть все окна решения и перейти к анализу результатов.

Просмотр полученных результатов доступен в Навигаторе постпроцессора. Для перехода в режим постпроцессора необходимо на панели ресурсов выбрать Навигатор постпроцессораили в окне Навигатор симуляциидважды нажать на закладку Результаты. Используя Навигатор постпроцессора, можно просматривать результаты и управлять формой их представления, например, одновременно просматривать результаты в различных графических окнах.

 

Рис. 3.37. Диалоговое окно «Решение»

 

Каждый открытый файл симуляции представлен узлом верхнего уровня в Навигаторе постпроцессора. Выбрав нажатием правой клавиши мыши необходимый узел решения, можно загрузить и выгрузить результаты, а также управлять способом их представления. Для отображения полученных результатов необходимо раскрыть узел решения в Навигаторе постпроцессора и двойным щелчком мыши вывести результаты в графическую область NX (рис. 3.38).

Основные операции и команды меню Постпроцессор для отображения вида результатов, управления видом модели, а также для количественной оценки полученных данных представлены на рисунке 3.39.

КомандаИзменить вид отвечает за вызов диалогового окна Вид постпроцессора. Это окно содержит инструменты, управляющие отображением и визуализацией результатов в графическом окне.

 

Рис. 3.38. Общий вид «Навигатора постпроцессора»

 

Рис. 3.39. Панель инструментов «Постпроцессор»

Рис. 3.40. Диалоговое окно «Вид постпроцессора»

 

Возможно отобразить представленные в графической форме результаты на секущей плоскости. Для этого на вкладке Отобразить диалогового окна Вид постпроцессора (рис. 3.40) в разделе Показать на следует выбрать опцию Секущая плоскость и нажать на кнопку Опции, чтобы выбрать ее направление и координаты (рис. 3.41).

При анализе результатов может выявиться необходимость отображения расположения узлов с максимальным и минимальным значением результатов расчета. Для этого в Навигаторе постпроцессора следует раскрыть строку Post View, затем строку Аннотация и
включить маркеры. Появятся аннотации, которые информируют пользователя о положении экстремумов.

 

Рис. 3.41. Диалоговое окно «Секущая плоскость»

 

Если выполнить команду Переместить аннотациюна панели инструментов Постпроцессор, можно будет переместить аннотацию в рабочей области. После этого повторно выполняют команду Переместить аннотациюдля отключения режима перетаскивания.

Чтобы настроить цвет заливки и шрифта аннотаций, следует вызвать контекстное меню на строках Минимум и (или) Максимум. Если в появившемся диалоговом окне Аннотацияв разделеОтобразитьсделать щелчок мышью в поле Текст и цвет линий, то в появившемся окне Цвет можно выбрать нужный цвет. В подразделе Блок раздела Отобразить можно выключить опцию Заливка блока.

Для представления результата в графической форме следует в Навигаторе постпроцессора раскрыть строку Post View, затем выбрать строку Новый график. В разделе Путь появившегося окна График (рис. 3.42) нажимают кнопку Создать. Появляется диалоговое окно Трасса, и далее маркером выбирают узлы на модели. Нажимают ОК в окнах Трасса и График и получают график.

 

Рис. 3.42. Диалоговое окно «График»

 

В некоторых случаях необходимо знать среднее расчетное значение величины параметра, например, температуры резца или заготовки (детали). Для получения среднего значения выполняют команду Вставить → Измерения результата. В открывшемся диалоговом окне Менеджер измерения результата (рис. 3.43) следует нажать кнопку Новый, затем в окне Измерение результата(рис. 3.44)выбирают нужные параметры, задают латинскими буквами Имя выражения и нажимают ОК.

Если полученный результат не удовлетворяет критериям пользователя, или необходимо выполнить расчеты, варьируя исходными данными, то возможен возврат к одному из предыдущих этапов расчета (симуляции) с целью изменения опций решения, КЭ-модели либо геометрической формы объекта. При этом система автоматически реализует ассоциативную связь между геометрической и расчетной моделями, корректно изменяет расчетную сетку, переносит нагрузки и т. д. Это позволяет значительно сократить время на повторное построение расчетной модели после изменения исходной.

 

Рис. 3.43. Диалоговое окно «Менеджер измерения результата»

 

Чтобы вновь была отображена расчетная модель, следует выполнить команду Возврат в симуляцию. Если необходимо изменить величину нагрузки, например силы, следует выбрать ее мышью на расчетной модели, либо выбрать пункт Force в Навигаторе симуляции и выполнить пункт меню Изменить. После этого вводят новое значение нагрузки и повторяют расчеты.

Если необходимо изменить конструктивные параметры объекта, то после выполнения команды Возврат в симуляциюраскрывают строку «*­_fem1» (двойным щелчком мыши) в окне Вид файла симуляции. Вызывают контекстное меню на строке «*. prt» в окне Навигатор симуляции и выполняют команду Сделать отображаемой деталью. Выполняют команду Начало → Моделированиеи изменяют конструктивные параметры объекта. Выполняют команду Начало →
→ Расширенная симуляция
.

Рис. 3.44. Диалоговое окно «Измерение результата»

 

В Навигаторе симуляциина строке *. prt вызывают контекстное меню и выполняют команду Отобразить КЭ модель →
*fem1. fem. Закрывают диалоговое окно Информация.

Обновляют сетку конечных элементов при помощи команды Обновить конечно-элементную модель. В Навигаторе симуляции на строке *fem1.fem вызывают контекстное меню и выполняют
команду  Отобразить симуляцию → *sim 1. sim. Вновь запускают процесс решения модели.

Для одной геометрической модели объекта можно выполнить несколько анализов (симуляций) различных типов. Для создания новой симуляции нажимают на кнопку Возврат в симуляцию (панель Расширенная симуляция). Выбирают правой кнопкой мыши файл модели в окне Вид файла симуляции и в появившемся меню выбирают пункт Новая конечно-элементная модель и симуляция.
В появившемся окне выбирают решатель и тип анализа, нажимают кнопку ОК.

В окне Решениеустанавливают нужные параметры, ОК. В окне Вид файла симуляции двойным нажатием левой клавиши мыши выбирают файл *­_fem2 , задают материал объекта и строят сетку КЭ. Двойным нажатием левой клавиши мыши выбирают файл *­_sim2 и задают нагрузки и ограничения для новой симуляции.

Для одной КЭ-модели можно выполнить несколько анализов (симуляций) различных типов. Для создания новой симуляции в окне Вид файла симуляции выбирают двойным щелчком мыши файл
*­_fem1. Затем выбирают этот файл правой кнопкой мыши и в появившемся меню выбирают пункт Новая симуляция. В появившемся окне (рис. 3.45) выбирают новый решатель и имя файла, ОК. В окне Новая симуляция нажимают ОК. В окне Решение выбирают решатель, тип анализа и решения, ОК.

В окне Вид файла симуляции двойным нажатием левой клавиши мыши выбирают файл *­_fem1 и задают материал объекта. Таким же образом выбирают файл *­_fem1_sim1 и задают нагрузки и ограничения для новой симуляции.

 

Рис. 3.45. Диалоговое окно выбора нового решателя и имя файла

Для создания отчета симуляции выполняют команды Создание отчета → Отчет экспорта(панель Расширенная симуляция).

Отчет (рис. 3.46) содержит сведения о решателе, типе анализа, типе решения, материале объекта, сетке КЭ, нагрузках, ограничениях, а также результаты анализа.

 

Рис. 3.46. Отчет симуляции


4. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ ЗАДАЧ
С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА NX

4.1. Моделирование формы вала в продольном сечении

4.1.1. Постановка задачи

Ниже в качестве примера выполнено моделирование формы в продольном сечении консольно закрепленного вала. Вал имеет три цилиндрические шейки диаметром 20, 25 и 30 мм. Длины шеек равны 35 мм, а шейка диаметром 30 мм закреплена консольно. К цилиндрической шейке диаметром 20 мм приложена радиальная сила, равная 200 Н. Материал вала – низкоуглеродистая жаростойкая сталь AISI_310_SS (аналог стали 20Х23Н18). Этот материал присутствует в списке материалов встроенной библиотеки NX. Принимают допущение, что в сечении вала, совпадающем с крайней торцовой поверхностью шейки диаметром 30 мм  перемещения по всем шести степеням свободы равны нулю.

 

4.1.2. Создание CAD-модели вала и новых файлов модели

 

1. Запускают NX и создают модель вала, имеющего вышеприведенные размеры (рис. 4.1).

Рис. 4.1. CAD-модель вала

2. Переходят в модуль «Расширенная симуляция»(Начло→ → Расширенная симуляция).

Производят настройку диалоговых окон «по умолчанию», выбрав через главное меню Настройки → Интерфейс пользователя.

На вкладке ОбщийустанавливаютопциюСброс настроек диалогового окна(рис. 4.2),нажимаютОК.

3. Для создания конечно-элементной и расчетной моделей выбирают кнопку Новая конечно-элементная модель и симуляцияна панели Расширенная симуляция.По другому вариантувыбирают правой клавишей мыши модель «*. prt» в окне Навигатор симуляции, затем выбирают опцию Новая конечно-элементная модель и симуляция. Появится диалоговое окно создания FEM файла (рис. 4.3), в качестве Решателя выбирают NX Nastran, тип анализа – Структурный, нажимают ОК.Если не предполагается выполнять идеализацию геометрии детали, то в окне Новая конечно-элементная модель и симуляция(см. рис. 4.3) опция Создать идеализированную детальдолжна быть выключена. Появится новое диалоговое окно создания SIM файла (рис. 4.4), в окне Решение выбирают Тип решения – «SOL 101Линейный статический анализ», нажимают ОК.

Таким образом, на основе исходной CAD-модели создают FE модель и модель симуляции с соответствующими файлами.

4. При необходимости выполняют идеализацию модели, для чего выбирают двойным нажатием левой клавиши мыши файл
«* fem1­_i» в окне Вид файла симуляцииипереходят к идеализированной модели. При этом появляется окно с предупреждением о том, что если необходимо выполнить какие-либо операции с геометрической моделью вала, то следует создать ассоциативнуюкопию геометрической модели, ОК.Выполняют команду Перенос (панель инструментов «Расширенная симуляция») или выполняют последовательно команды Вставить → Ассоциативная копия → Перенос для создания ассоциативной копии, затем выбирают объект (в данном случае ступенчатый вал).

Рис. 4.2. Окно настройки интерфейса пользователя

Рис. 4.3. Диалоговое окно создания FEM файла

 

В окне Вид файла симуляции двойным нажатием левой клавиши мыши выбирают файл «*_fem1».

 

4.1.3. Создание конечно-элементной модели

 

1. Выполняют команду 3D-тетраэдральная сетка (панель инструментов «Конечно-элементная модель»), которая создает сетку из многогранных элементов. В появившемся окне (рис. 4.5) выбирают следующие опции:

 

Рис. 4.4. Диалоговое окно создания SIM файла

 

Рис. 4.5. Окно«3D-тетраэдральная сетка»

 

Выберите тела– выбирают созданную модель детали двойным щелчком мыши.

Тип – выбирают тип элементов, например CTETRA(4).

Размер элемента – 3…4 мм, либо нажимают кнопку  – Автоматический размер элемента.

– Убеждаются, что включена опция Автоматическое создание (Коллектор назначения), нажимают ОК.

2. Задают материал заготовки вала – сталь AISI_310_SS.

 В данном случае материал задают из библиотеки материалов.
В выпадающем списке Назначить материалы выбирают одноименный пункт Назначить материалы. В появившемся диалоговом окне Назначить материалы(см. рис. 3.21) в разделе Тип выбирают пункт Выбрать тела, после чего выбирают модель. В разделе Список материалов следует выбрать пункт  Библиотека материалов. Из списка выбирают материал – сталь AISI_310_SS, нажимают ОК.

При использовании альтернативного способа назначения материала в окне Навигатор симуляции выбирают правой клавишей мыши коллектор Solid(1) (должны быть раскрыты контейнеры «*_fem1.fem» и «3D коллекторы»), затем выбирают опцию Изменить. В диалоговом окне Коллектор сеток (рис. 4.6) нажимают левой клавишей мыши на кнопку Изменить(напротив Свойства тела). В новом окне изменения физических свойств PSOLID(рис. 4.7) нажимают на кнопку Выбрать материал(напротив Материал).

В появившемся окне Список материалов (рис. 4.8) выбирают материал. Нажимают ОК во всех диалоговых окнах.

3. Для сохранения модели (при необходимости) нажимают правой клавишей мыши на «*_fem1»в окне Вид файла симуляции и выбирают Сохранить.

Рис. 4.6. Окно «Коллектор сеток»

 

Рис. 4.7. Окно изменения физических свойств

Рис. 4.8. Окно «Список материалов»

 

4.1.4. Задание нагрузок и граничных условий

 

На данном шаге задают граничные условия и нагрузки, включают решатель и выполняют расчет.

1. Двойным нажатием левой клавиши мыши выбирают файл симуляции «* sim1» в окне Вид файла симуляции и открывают расчетную модель.

2. Для задания ограничения на степени свободы выполняют команду Заделка (выпадающее меню Тип ограничения панели инструментов «Расширенная симуляция»).

Появляется диалоговое окно с опцией Выбрать объект (рис. 4.9). Для выбора объекта указывают на торец шейки диаметром 30 мм (двойной щелчок левой клавишей мыши), нажимают ОК.

 

Рис. 4.9. Окно команды «Заделка»

 

3. Прикладывают к модели заготовки вала силу резания, для чего из выпадающего меню Тип нагрузки (панель инструментов «Расширенная симуляция») выбирают команду Сила. В диалоговом окне (рис. 4.10) выбирают пункты:

Выбрать объект– выбирают точку на пересечении цилиндрической шейки диаметром 20 мм и торца.

Сила – в соответствующее поле (см. рис. 4.10) вводят значение силы, равное 200 Н (см. 4.1.1).

Задать вектор – выбирают направление, при котором прикладываемая сила совпадет с осью XC (см. рис. 4.1).

– Нажимают ОК.

 

Рис. 4.10. Окно команды «Сила»

 

В результате создается расчетная модель вала (рис. 4.11).

 

Рис. 4.11. Расчетная модель ступенчатого вала

4.1.5. Выполнение статического анализа

1. Устанавливают опции и параметры решения задачи, для чего в дереве модели окна Навигатор симуляции указывают правой клавишей мыши на вкладку Solution 1 и выбирают Изменить. В появившемся диалоговом окне Решение (рис. 4.12) устанавливают необходимые параметры, на вкладке Общий устанавливают опцию Итерационный решатель элементаи нажимают ОК.

 

Рис. 4.12. Окно «Решение»

 

2. При необходимости модель сохраняют.

3. Оценивают качество конечно-элементной и расчетной моделей. Для этого выполняют команду Анализ → Проверка конечно-элементной модели → Настройка модели, или выбирают кнопку Настройка моделина панели Расширенная симуляция.Выполняется проверка задания нагрузок и ограничений, соответствия созданной КЭ-модели геометрической модели и проверка задания материала. Результаты проверки отображаются в окне Информация.

4. Для запуска решения выполняют команду Решение или Анализ → Вычисления,  либоуказывают правой клавишей мыши на вкладку Solution 1в окне Навигатор симуляции, в появившемся диалоговом окне выбирают опцию Решитьи нажимаютОКво вновьдиалоговом окне Решение (рис. 4.13).

4. После завершения работы решателя NXNastran закрывают все появившиеся окна.

 

Рис. 4.13. Окно запуска модели на решение

4.1.6. Просмотр результатов статического анализа

1. В дереве модели окна Навигатор симуляциивыбираютдвойным нажатием левой клавиши мыши вкладку Результаты,за счет чего переходят на вкладку Навигатор постпроцессора с загруженными результатами. Для просмотра результатов раскрывают вкладкуSolution 1(рис. 4.14), выбирают нужный параметр, в данном случае Перемещение - По узлам, двойным нажатием левой клавиши мыши выбирают нужное направление, в данном случае совпадающее с осью X(рис. 4.15).

В появившемся графическом окне (рис. 4.16) отобразится деформированное состояние ступенчатого вала.

Из результатов моделирования следует, что при данных условиях максимальная деформация вала составит 0, 0153 мм.

2. Чтобы выявить деформацию при других условиях, выполняют команду Возврат в симуляцию. Если необходимо изменить величину силы, выбирают мышью ее графическое изображение на расчетной модели, либо в Навигаторе симуляции раскрывают строку Контейнер нагрузки, выбирают пункт Force и выполняют пункт меню Изменить. После этого вводят новое значение силы и повторяют
расчеты.

 

Рис. 4.14. Вкладка «Навигатор постпроцессора»

Рис. 4.15. Вкладка «Навигатор постпроцессора» с выбранным
параметром

 

Рис. 4.16. Графическое окно, отображающее результат решения

Если, например, нагрузить вал силой, равной 400 Н, то максимальная деформация составит 0,035 мм.

3. Если необходимо изменить конструктивные параметры вала, то после выполнения команды Возврат в симуляциюраскрывают строку «*­_fem1» (двойным щелчком мыши) в окне Вид файла симуляции. Вызывают контекстное меню на строке «*. prt» в окне Навигатор симуляции и выполняют команду Сделать отображаемой
деталью
. Выполняют команду Начало → Моделированиеи изменяют конструктивные параметры вала. Выполняют команду      Начало →  Расширенная симуляция.

В Навигаторе симуляциина строке *. prt вызывают контекстное меню и выполняют команду Отобразить КЭ модель →              →  *fem1. fem. Закрывают диалоговое окно Информация.

Обновляют сетку конечных элементов при помощи команды Обновить конечно-элементную модель. В Навигаторе симуляции на строке *fem1.fem вызывают контекстное меню и выполняют команду Отобразить симуляцию → *sim 1. sim. Вновь запускают процесс решения модели.

 

4.2. Моделирование формы  и оценка прочности
ступенчатого вала, установленного в подшипниках

4.2.1. Постановка задачи

Ниже в качестве примера приведены действия при моделировании формы и оценки прочности ступенчатого вала, установленного в подшипниках и нагруженного радиальными и касательными силами. Цилиндрическая шейка диаметром 200 мм нагружена касательной силой, равной 4680 Н, и радиальной силой 1685 Н; на цилиндрическую шейку диаметром 300 мм действуют касательная и радиальная силы, равные 3120 и 1123 Н соответственно. Крайние шейки вала установлены в подшипниках качения, причем один из подшипников лишает вал степени свободы в направлении, совпадающем с осью вала. Материал вала – конструкционная сталь 45, отсутствующая в списке материалов встроенной библиотеки программного комплекса NX.

Необходимо оценить форму и прочность вала.

 

4.2.2. Создание CAD-модели вала и новых файлов  модели

 

1. Запускают NX и создают модель вала (рис. 4.17).

 

Рис. 4.17. CAD-модель ступенчатого вала

 

2. Переходят в модуль «Расширенная симуляция»(Начало → Расширенная симуляция).

Производят настройку диалоговых окон.

3. Для создания конечно-элементной и расчетной моделей выбирают кнопку Новая конечно-элементная модель и симуляцияна панели Расширенная симуляция,либовыбирают правой клавишей мыши модель «*. prt» в окне Навигатор симуляцииили Вид файла симуляции, затем выбирают опцию Новая конечно-элементная модель и симуляция.

Появляется диалоговое окно создания FEM файла, в качестве Решателя выбирают NX Nastran, тип анализа – Структурный, нажимают ОК. Если идеализацию геометрии детали выполнять не предполагается, то в окне Новая конечно-элементная модель и симуляция опция Создать идеализированную детальдолжна быть выключена. Появляется новое диалоговое окно создания SIM файла, в окне Решение выбирают Тип решения – «SOL 101 – Линейный статический анализ», нажимают ОК.

Если предполагается выполнять идеализацию модели, то выбирают двойным нажатием левой клавиши мыши файл «* fem1­_i» в окне Вид файла симуляцииипереходят к идеализированной модели. При этом появляется окно с предупреждением о том, что если необходимо выполнить какие-либо операции с геометрической моделью вала, то следует сделать ассоциативную копию геометрической модели, ОК. Выполняют команду Перенос (панель инструментов «Расширенная симуляция») для создания ассоциативной копии, затем выбирают объект (в данном случае ступенчатый вал). В окне Вид файла симуляции двойным нажатием левой клавиши мыши выбирают файл «*_fem1».

 

4.2.3. Создание конечно-элементной модели

 

1. Выполняют команду 3D-тетраэдральная сетка (панель инструментов Конечно-элементная модель), указывают:

Выберите тела– выбирают созданную модель вала двойным щелчком мыши.

Тип – выбирают тип элементов, например CTETRA(4).

Размер элемента – 8 … 10 мм, либо нажимают кнопку – Автоматический размер элемента.

– Убеждаются, что включена опция Автоматическое создание (Коллектор назначения), нажимают ОК.

2. Задают материал вала – сталь 45. Этот материал отсутствует в библиотеке, поэтому его добавляют в локальную библиотеку и назначают этот материал для вала.

3. Для сохранения модели (при необходимости) нажимают правой клавишей мыши на «*_fem1»в окне Вид файла симуляции и выбирают Сохранить.

 

4.2.4. Задание нагрузок и граничных условий

1. Двойным нажатием левой клавиши мыши выбирают файл симуляции «*…sim1» в окне Вид файла симуляции и открывают расчетную модель.

2. Для задания ограничения на степени свободы выполняют команду Ограничение, задаваемое пользователем (выпадающее меню Тип ограничения панели инструментов «Расширенная симуляция»).

Появляется диалоговое окно с опцией Выбрать объект. Для выбора объекта сначала указывают на одну из крайних цилиндрических шеек, нажимают ОК. Поскольку каждая шейка является двойной опорной базой, лишающей вал двух степеней свободы – перемещений в направлениях осей XC и YC, то параметры DOF (degree of freedom) принимают следующие значения:

– DOF 1 – отсутствие (Фиксировано) перемещения вдоль оси X;

– DOF 2 – отсутствие (Фиксировано) перемещения вдоль оси Y;

– DOF 3 – наличие (Свободный) перемещения вдоль оси Z;

– DOF 4 – наличие (Свободный) вращения относительно оси X;

– DOF 5 – наличие (Свободный) вращения относительно оси Y;

– DOF 6 – наличие (Свободный) вращения относительно оси Z.

Повторяют указанные действия, выбирая в качестве объекта вторую цилиндрическую шейку.

Повторяют команду, выбирая в качестве объекта торцовую поверхность, примыкающую к правой по рисунку 4.17 шейке. Эта торцовая поверхность, являющаяся опорной базой, лишает вал одной степени свободы – перемещения вдоль оси ZC, поэтому лишь один параметр DOF примет значение Фиксировано – DOF 3 – отсутствие (Фиксировано) перемещения вдоль оси ZC; остальные параметры примут значение Свободный.

3. Прикладывают к модели вала действующие на него силы, для чего из выпадающего меню Тип нагрузки (панель инструментов «Расширенная симуляция») выбирают команду Сила. В диалоговом окне выбирают следующие пункты:

Выбрать объект– выбирают фасетное ребро одной из цилиндрических шеек диаметром 200 или 300 мм.

Сила – в соответствующее поле вводят значение силы.

Задать вектор – выбирают направление, при котором прикладываемая сила совпадет с радиальной силой, в данном случае XC.

– Нажимают ОК.

Выполняют команду Сила, прикладывая радиальную нагрузку к другой шейке вала.

Вновь выполняя команду Сила, прикладывают к валу не только радиальные, но и касательные силы. В результате создается расчетная модель вала, к которому приложены радиальные и касательные силы (рис. 4.18).

 

Рис. 4.18. Расчетная модель вала, нагруженного радиальными
и касательными силами

4.2.5. Выполнение статического анализа

1. Устанавливают опции и параметры решения задачи, для чего в дереве модели окна Навигатор симуляции указывают правой клавишей мыши на вкладку Solution 1 и выбирают Изменить. В появившемся диалоговом окне Решение устанавливают необходимые параметры, на вкладке Общий устанавливают опцию Итерационный решатель элементаи нажимают ОК.

2. При необходимости модель сохраняют.

3. Оценивают качество конечно-элементной и расчетной моделей. Для этого выполняют команду Анализ → Проверка конечно-элементной модели → Настройка модели, или выбирают кнопку Настройка моделина панели Расширенная симуляция.Выполняют проверку корректности задания нагрузок и ограничений, соответствия созданной КЭ-модели геометрической модели и проверку задания материала. Результаты проверки отображаются в окне Информация.

4. Для запуска решения выполняют команду Решение или Анализ → Вычисления,  либоуказывают правой клавишей мыши на вкладку Solution 1в окне Навигатор симуляции, в диалоговом окне выбирают опцию Решитьи нажимаютОКво вновь  появившемся диалоговом окне.

4. После завершения работы решателя NXNastran закрывают все появившиеся окна.

4.2.6. Просмотр результатов статического анализа

1. В дереве модели окна Навигатор симуляциивыбираютдвойным нажатием левой клавиши мыши вкладку Результаты,за счет чего переходят на вкладку Навигатор постпроцессора с загруженными результатами. Для просмотра результатов раскрывают вкладкуSolution 1, выбирают нужные параметры, в данном случае Перемещение - По узлам и Напряжения - по элементам / узлам.

Максимальная деформация вала, нагруженного радиальными и касательными силами, имеет место в направлении оси Y и составляет  - 0,146 мм (рис. 4.19), максимальные напряжения (нормальные в направлении оси Y) – 41,4 МПа (рис. 4.20) – не превышают предела текучести материала вала.

2. Чтобы выявить деформацию вала при других условиях, выполняют команду Возврат в симуляцию. Если необходимо изменить величину силы, выбирают мышью ее графическое изображение на расчетной модели, либо в Навигаторе симуляции раскрывают строку Контейнер нагрузки, выбирают пункт Force и выполняют пункт меню Изменить. После этого вводят новое значение силы и повторяют расчеты.

 

а)

б)

Рис. 4.19. Графическое окно, отображающее результат вычисления

перемещения вала, нагруженного радиальными и касательными силами:
а, б – в направлении оси X и Y соответственно

 

3. Если необходимо изменить конструктивные параметры вала, то после выполнения команды Возврат в симуляциюпроизводятдвойной щелчок мыши на строке «*­_fem1» в окне Вид файла симуляции. Вызывают контекстное меню на строке «*. prt» в окне Навигатор симуляции и выполняют команду Сделать отображаемой деталью. Выполняют команду Начало → Моделированиеи изменяют конструктивные параметры вала.

 

Рис. 4.20. Графическое окно, отображающее результат вычисления
напряжений при нагружении вала радиальными и касательными силами

 

Выполняют команду Начало → Расширенная симуляция.   В Навигаторе симуляциина строке *. prt вызывают контекстное меню и выполняют команду Отобразить КЭ модель → fem1 fem. Закрывают диалоговое окно Информация.

Обновляют сетку КЭ при помощи команды Обновить конечно-элементную модель.

В Навигаторе симуляции на строке * fem1. fem вызывают контекстное меню и выполняют команду Отобразить симуляцию       *sim 1 sim.

Вновь запускают процесс решения модели.

 


Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 425; Мы поможем в написании вашей работы!






Мы поможем в написании ваших работ!