Вычисления перемещения и недеформированную деталь
3. Чтобы выявить деформацию при других условиях, выполняют команду Возврат в симуляцию. Если необходимо изменить величину силы, выбирают мышью графическое изображение давление на расчетной модели, либо в Навигаторе симуляции раскрывают строку Контейнер нагрузки, выбирают пункт Force и выполняют пункт меню Изменить. Вводят новое значение силы и повторяют расчеты.
4. Если необходимо изменить конструктивные параметры вилки, то после выполнения команды Возврат в симуляциюраскрывают строку «*_fem1». Вызывают контекстное меню на строке «*. prt» и выполняют команду Сделать отображаемой деталью. Выполняют команду Начало → Моделированиеи изменяют конструктивные параметры вилки.
Выполняют команду Начало → Расширенная симуляция.
Рис. 4.28. Выбор трассы для построения графика деформации кольца
В Навигаторе симуляциина строке *. prt вызывают контекстное меню и выполняют команду Отобразить КЭ модель → fem1. Закрывают диалоговое окно Информация.
Обновляют сетку конечных элементов при помощи команды Обновить конечно-элементную модель.
В Навигаторе симуляции на строке fem1 вызывают контекстное меню и выполняют команду Отобразить симуляцию → *sim 1.
Вновь запускают процесс решения модели.
5. Чтобы отобразить представленные в графической форме результаты на секущей плоскости, на вкладке Отобразить диалогового окна Вид постпроцессора в разделе Показать на следует выбрать опцию Секущая плоскость и нажать на кнопку Опции, чтобы выбрать ее направление и координаты (рис. 4.29). Результаты представлены на рис. 4.30.
|
|
|
Рис. 4.29. Диалоговое окно «Секущая плоскость»
Рис. 4.30. Графическое окно, отображающее результат
Вычисления напряжений
Анализ устойчивости пластины
4.4.1. Постановка задачи
Необходимо выполнить линейный анализ устойчивости тонкостенной детали (пластины), находящейся под действием сжимающего усилия. Пластина (рис. 4.31) имеет два отверстия диаметром 6 мм; расстояние между их осями – 150 мм. Размер пластины в направлении линии, соединяющей оси отверстий – 25 мм, толщина – 4 мм. Пластина закреплена по одному из отверстий; к ребру второго отверстия приложена сила, сжимающая пластину. Материал пластины – Steel, присутствует в библиотеке материалов.
Потеря устойчивости характерна для элементов конструкций, один либо два размера которых значительно меньше третьего, например стержни, балки, пластины. В данном случае толщина пластины значительно меньше ее длины.
Устойчивость является одним из основных критериев работоспособности конструкции [11]. Под устойчивостью понимают способность конструкции сохранять исходную форму равновесия после снятия внешних воздействий. В случае, если конструкция приходит в состояние, отличное от первоначального, имеет место потеря устойчивости. Нагрузки, при которых происходит потеря устойчивости конструкции, называются критическими, а состояния, предшествующие потере устойчивости, – критическими состояниями. Поведение конструкции после потери устойчивости называется закритическим поведением.
|
|
|
При проектировании новой конструкции необходимо проводить анализ как на устойчивость для определения критических нагрузок, превышение которых ведет к потере работоспособности конструкции, так и на ее способность сохранять состояние равновесия.
4.4.2. Создание CAD-модели пластины и новых файлов модели
1. Запускают NX и создают модель пластины (см. рис. 4.31).
Рис. 4.31. CAD-модель пластины
2. Переходят в модуль NX Расширенная симуляция(Начало → → Расширенная симуляция).
Производят настройки диалоговых окон «по умолчанию», выбрав через главное меню: Настройки → Интерфейс пользователя →
Общий → Сброс настроек диалогового окна,нажимаютОК.
3. Для создания конечно-элементной и расчетной моделей выбирают кнопку Новая конечно-элементная модель и симуляцияна панели Расширенная симуляция, либо выбирают правой клавишей мыши модель «*. prt» в окне Навигатор симуляции и выбирают опцию Новая конечно-элементная модель и симуляция для создания КЭ и расчетной моделей. Появляется диалоговое окно создания файла КЭ модели, устанавливают флажок Создать идеализированную деталь, в качестве Решателявыбирают NX Nastran, тип анализа – Структурный, нажимают ОК. Появляется новое диалоговое окно создания SIM файла расчетной модели, в диалоговом окне Решение (рис. 4.32) выбирают Тип решения SOL 105 Linear Buckling. Нажимают OK.
|
|
|
Рис. 4.32. Диалоговое окно «Решение»
4.4.3. Создание конечно-элементной модели
1. Двойным нажатием левой клавиши мыши на файл *_fem1_i в окне Вид файла симуляции переходим к идеализированной модели. При этом появляется окно предупреждения о том, что если необходимо выполнять какие-либо операции с геометрией, то следует создать ассоциативную копию исходной геометрической модели. Нажимаем OK. Выполняют команду Перенос, которая находится на панели инструментов Расширенная симуляция,либо последовательно выполняют команды Вставить → Ассоциативная копия → Перенос, с целью создания ассоциативной копии.
|
|
|
2. Создают срединную поверхность тонкостенного тела, вызвав команду Срединная поверхность по парам граней, которая находится на панели инструментов Срединная поверхность, либо выполняют действия: Вставить → Подготовка модели → Срединная поверхность → Пары граней. В появившемся диалоговом окне выполняют следующие действия (рис. 4.33): выбирают деталь; выполняют команду Автоматически создать пары граней; устанавливают флажок Скрыть твердые тела при применении; нажимают ОК.
Рис. 4.33. Диалоговое окно «Срединная поверхность по парам граней»
3. Двойным нажатием левой клавиши мыши на файл *_fem1 в окне Вид файла симуляции переходят к КЭ модели. В дереве модели раскрывают узел Полигональная геометрия и деактивируют 3D тело Polygon Body (1).
4. На панели инструментов Конечно-элементная модель вызывают команду Физические свойства, или выполняют Вставить → Физические свойства. В появившемся диалоговом окне Управление таблицей физических свойств (рис. 4.34) указывают Тип – PSHELL; Имя – PSHELL1 и нажимают кнопку Создать.
Рис. 4.34. Диалоговое окно «Управление таблицей физических свойств»
В новом диалоговом окне выбирают опцию Выберите материал. В появившемся диалоговом окне (рис. 4.35) выбирают материал Steel, нажимают OK; для Толщина по умолчанию устанавливают 4 мм; нажимают OK.
Рис. 4.35. Диалоговое окно «Таблица физических свойств»
5. Следующим шагом является создание коллектора сетки. Вызывают команду Коллектор сеток панели инструментов Расширенная симуляция, или выполняют Вставить → Коллектор сеток и указывают (рис. 4.36): Семейство элемента – 2D; Тип коллектора – ThinShell; Тип – PSHELL; Свойства оболочки – PSHELL1.
6. Для генерации КЭ сетки выполняют команду 2D сетка панели инструментов Конечно-элементная модель и указывают (рис. 4.37): Выберите объекты– выбирают срединную поверхность детали; Тип – CQUAD(4); Метод генерации сетки – Центрированный; Размер элемента – 3 мм; Автоматическое создание – снимают флажок и в качестве коллектора сетки выбирают Pshell1.
Рис. 4.36. Диалоговое окно «Коллектор сеток»
Рис. 4.37. Диалоговое окно «2D сетка»
4.4.4. Задание нагрузок и граничных условий
1. Двойным нажатием левой клавиши мыши на файл симуляции «*sim1» в окне Вид файла симуляции открывают расчетную модель.
2. Для создания ограничений на степени свободы конструкции в дереве модели во вкладке Навигатор симуляции нажатием правой клавиши мыши на Контейнер ограничения из выпадающего списка контекстного меню выбирают команду Заделка, что соответствует ограничению всех степеней свободы. В появившемся диалоговом окне указывают: Выбрать объект – выбирают ребро одного из отверстий. Нажиают OK.
3. В дереве модели во вкладке Навигатор симуляции нажатием правой клавиши мыши на Контейнер нагрузки открывают контекстное меню, наводят курсор мыши на Новая нагрузка, из выпадающего списка контекстного меню выбирают команду Сила. В появившемся диалоговом окне указывают: Тип – Значение и направление; Выбрать объект – выбирают ребро незакрепленного отверстия; Сила – 1 Н; Задать вектор – задают отрицательное направление оси ОХ. Нажимают OK.
В результате создается расчетная модель пластины (рис. 4.38).
Рис. 4.38. Расчетная модель пластины
4. Для задания параметров решения задачи линейной устойчивости во вкладке Навигатор симуляции нажатием правой клавиши мыши на шаг решения Subcase – Buckling Method выбирают из контекстного меню Изменить. В появившемся диалоговом окне Шаг решения указывают (рис. 4.39): Метод собственных значений – Ланцош (Lanczos); Данные Ланцоша: вызовите команду Создание объекта моделирования. В новом диалоговом окне Real Eigenvalue – Lanczos (рис. 4.40) введите для Число желательных мод число 10. Остальные параметры оставьте без изменения. Нажмите OK.
Рис. 4.39. Диалоговое окно «Шаг решения»
Рис. 4.40. Диалоговое окно «Real Eigenvalue – Lanczos »
4.4.5. Запуск решения
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 нажимаютОКв
появившемся диалоговом окне.
После завершения работы решателя закрывают все появившиеся окна.
4.4.6. Просмотр результатов
В дереве модели вкладки Навигатор симуляции двойным нажатием левой клавиши мыши на узел Results перейдите в Навигатор постпроцессора с загруженными результатами.
Результаты разделяются на два шага:
Subcase – Buckling Loads – содержит результаты статического расчета;
Subcase – Buckling Method – содержит результаты расчета на устойчивость, а именно собственные значения и соответствующие формы потери устойчивости.
Для просмотра результатов раскрывают узел Subcase – Buckling Method, раскройте Режим 1 (Mode 1), дважды левой клавишей мыши нажимают на Перемещение – По узлам. В графической области отобразится деформированное состояние, соответствующее первой форме потери устойчивости при собственном значении 3.027Е3 Гц (рис. 4.41).
Рис. 4.41. Графическое окно, отображающее результат расчета
устойчивости пластины
Значение критической нагрузки определяется умножением значения приложенной нагрузки на найденное собственное значение [2]. В данном примере величина приложенной нагрузки составляет 1 Н, и, следовательно, значение критической нагрузки для первой формы потери устойчивости равно 3027 Н.
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 342; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!