• Нелинейные задачи механики деформируемого твердого тела. Практикум
  • Раздел 1. Основы решения нелинейных задач механики деформируемого твердого тела в ANSYS .
  • L =1 м Высота H =0.0005 м
  • M =0.2613805088 Н/м.



  • страница1/17
    Дата11.07.2018
    Размер3.75 Mb.
    ТипЛабораторная работа

    Нелинейные задачи механики деформируемого твердого тела. Практикум


      1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17

    МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
    «Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

    Национальный исследовательский университет



    Нелинейные задачи механики деформируемого твердого тела. Практикум

    Рекомендовано методической комиссией механико-математического факультета

    для студентов ННГУ, обучающихся по направлению подготовки

    01.03.03 «Механика и математическое моделирование»



    нИЖНИЙ нОВГОРОД - 2015
    УДК 539.3

    Нелинейные задачи механики деформируемого твердого тела. Практикум. Автор: Н.В. Леонтьев - Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2015. - 71 с.


    Рецензент: доктор физ.-мат. наук, профессор Д.Т. Чекмарев

    В работе приведены описания лабораторных работ практикума «Нелинейные задачи механики деформируемого твердого тела», примеры выполнения заданий и задания для самостоятельной работы.

    Предназначено для студентов 1-го курса магистратуры, обучающихся по направлению подготовки 01.03.03 «Механика и математическое моделирование», уровень высшего образования - магистратура.

    Содержание




    Введение

    4

    Раздел 1. Основы решения нелинейных задач механики деформируемого твердого тела в ANSYS




    Лабораторная работа № 1. Моделирование изгибания металлической линейки в кольцо ……………………………………………………………………………………

    5

    Лабораторная работа № 2. Растяжение пластины из гиперупругого материала ……

    8

    Лабораторная работа № 3. Потеря устойчивости и закритическое деформирование сжатого стержня …………………………………………………………………………

    12

    Лабораторная работа № 4. Упругопластический изгиб консольной балки …………

    18

    Лабораторная работа № 5. Решение задачи Герца в ANSYS …………………………

    25

    Лабораторная работа № 6. Решение задач деформирования при больших деформациях с перестроением сетки КЭ (технология «rezoning») …………………..

    31

    Раздел 2. Высокопроизводительные вычисления и особенности распараллеливания решения задач в системе ANSYS




    Лабораторная работа № 7. Анализ акусто-электронного резонатора методом конечных элементов с использованием ANSYS. Пример выполнения высокопроизводительных вычислений ………………………………………………

    40

    Раздел 3. Комплексные задачи, включающие различные виды нелинейности




    Лабораторная работа № 8. Моделирование установки заклепки высокого сопротивления срезу ……………………………………………………………………

    54



    Введение
    В методическом пособии изложены описания основных лабораторных работ, которые выполняются студентами, обучающимися на 1-ом курсе магистратуры по направлению подготовки 01.03.03 «Механика и математическое моделирование», в процессе освоения практикума «Нелинейные задачи механики деформируемого твердого тела».

    Для выполнения лабораторных работ используется широко известный пакет Ansys версии 14.0 и выше.

    Лабораторные работы сгруппированы по темам и уровню сложности. В разделе 1. «Основы решения нелинейных задач механики деформируемого твердого тела в ANSYS» рассматриваются базовые нелинейные задачи, в которых присутствуют геометрическая и физическая нелинейность, нелинейные контактные условия. Эти задачи не требуют построения больших конечно-элементных моделей. Однако, для их успешного выполнения нужно глубокое знание соответствующих разделов механики деформируемого твердого тела.

    В разделе 2 в практикум включена лабораторная работа № 7 «Анализ акусто-электронного резонатора методом конечных элементов с использованием ANSYS. Пример выполнения высокопроизводительных вычислений», знакомящая студентов с суперкомпьютерными технологиями. Эта задача является линейной, но в ней рассматриваются связанные поля. Для решения необходимо использовать технологии распараллеливания и специализированную вычислительную машину – кластер.

    В разлеле3 решается практическая задача, включающая различные виды нелинейности: геометрическую, физическую, контактную.

    Для успешного выполнения работ студенты должны владеть основами работы с пакетом Ansys. Указания по выполнению работ приводятся как в виде последовательностей интерфейсных команд, так и в виде командных файлов. Описания работ рассчитаны на выполнение в среде Ansys APDL. Однако «продвинутые» студенты без труда смогут выполнить лабораторные работы в среде Ansys WORKBENCH.



    Раздел 1. Основы решения нелинейных задач механики деформируемого твердого тела в ANSYS.

    Лабораторная работа № 1. Моделирование изгибания металлической линейки в кольцо
    Параметры задачи

    Длина

    L=1 м

    Высота

    H=0.0005 м

    Ширина

    B=0.02 м

    Площадь сечения

    A=10-5 м2

    Момент инерции сечения

    Jy=0.20810-12 м4

    Модуль упругости

    E=21011 Па

    Граничные условия

    x=0

    заделка

    x=L

    Mz = M

    Рис. 1. Конечно-элементная модель гибкой линейки

    Эта задача относится к нелинейным. Здесь мы имее дело с конечными перемещениями, но малыми деформациями, а также линейными соотношениями между напряжениями и деформациями.

    Выполнение работы:



    Определим вначале величину изгибающего момента Mz, необходимую для того, чтобы согнуть линейку в кольцо. Если изначально прямую линейку изогнуть, то изгибающий момент в сечении связан с радиусом кривизны линейки формулой:

    ,

    где R – радиус кривизны определяется из соотношения . Подставляем значение радиуса кривизны, получаем:

    В итоге при заданных параметрах получаем значение момента M=0.2613805088 Н/м.

    Ниже приведена последовательность команд, позволяющая получить решение задачи в ANSYS. Приведена также последовательность пунктов меню, которые нужно выполнить для решения задачи.

      1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17

    Коьрта
    Контакты

        Главная страница


    Нелинейные задачи механики деформируемого твердого тела. Практикум