страница4/17
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

Вопросы и задания.

  1. Получите решение указанной задачи при заданных исходных данных.

  2. Постройте графики решения в моменты 1, 2, 3, 2.55.

  3. Постройте графики, показанные на рис. 7.

  4. Измените нагружение так, чтобы замкнуть петлю на рис. 6

Рис. 7. Графики решения.



  1. Измените модель материала. Решите задачу с использованием модели с изотропным упрочнением. Оцените результаты.

  2. Решите задачу в предположении идеально упругопластического материала (модуль упрочнения равен нулю). Определите момент возникновения пластического шарнира. Сравните с аналитическим решением.

  3. Составьте отчет о проделанной работе

Лабораторная работа № 5. Решение задачи Герца в ANSYS

Рассматривается классическая задача Герца о контактном взаимодействии двух одинаковых шаров радиуса r=1. В силу симметрии можно заменить один шар авсолютно жесткой плоскостью. Кроме того, с целью снижения численных затрат можно рассматривать не целый шар, а лишь часть его около контактной области (или пятна контакта), например, рассмотреть половинку шара. Далее, в силу симметрии можно рассмотреть не всю половинку шара, а лишь ее четверть. Строго говоря, задача является двумерной, и можно вообще рассматривать только двумерное сечение шара. Но в данный момент наша цель – использовать элементы для 3d моделирования. Поэтому остановимся на расчетной схеме, показанной на рис. 1. Предположим, что на верхней грани четверти шара задано равномерное давление 100 единиц.



Рис. 1. Расчетная схема задачи Герца.

В таблице приведено описание пошагового использования ANSYS для решения этой задачи.


Команда

Описание

Команда интерфейса

Построение геометрии

/PREP7

1. Работа в препроцессоре.

Main Menu / Preprocessor

ET,1,95

2.Выбор 3D SOLID элемента.

Main Menu / Preprocessor / Element Type / Add/Edit/Delete / Add

95 OK



MPTEMP,,,,,,,,

MPTEMP,1,0

MPDATA,EX,1,,2e11

MPDATA,PRXY,1,,0.3

3. Определение упругих свойств материала.

Main Menu / Preprocessor /

Material Props / Material Models / Structural / Linear / Elastic / Isotropic

EX = 2e11, PRXY = 0.3



SPHERE,1, ,0,360,

4. Построение шара радиуса r=1.

Main Menu / Preprocessor /

Modeling / Create / Volumes / Sphere / By Dimensions

RAD1=1 OK



VSBW, 1

VDELE, 3, , ,1
wpro,,-90.000000,

VSBW, 2

VDELE, 1, , ,1
wpro,,90.000000,

wpro,,,90.000000

VSBW, 3

VDELE, 1, , ,1

5. Получение 1/4 части сферы.
a) VSBW – разрезать объём рабочей плоскостью.

b) VDELE – удаление ненужной части объема.

c) wpro – поворот рабочей плоскости.


a) Main Menu / Preprocessor / Modeling / Operate / Booleans / Divide / Volu by WrkPlane

b) Main Menu / Preprocessor / Modeling / Delete / Volume and Below

c) Utility Menu / WorkPlane / Offset WP by Increments …


wpro,,,-90.000000

wpoff,0,-1,0

wpro,,-90.000000,

RECTNG,-0.5,0.5,-0.5,0.5,

6. Построение плоскости, касающейся нижней точки сферы.

wpoff – перенос рабочей плоскости.

Main Menu / Preprocessor /

Modeling / Create / Areas / Rectangle / By Dimensions

X1= -0.5, X2= 0.5, Y1= -0.5, Y2= 0.5 OK



SMRT,2

7. Настройка величины размера элементов сетки.

Main Menu / Preprocessor / Meshing / MeshTool

Smart Size = 2 OK



MSHAPE,1,3D

MSHKEY,0

!*

CM,_Y,VOLU

VSEL, , , , 2

CM,_Y1,VOLU

CHKMSH,'VOLU'

CMSEL,S,_Y

!*

VMESH,_Y1

!*

CMDELE,_Y

CMDELE,_Y1

CMDELE,_Y2

8. Построение сетки.

Main Menu / Preprocessor / Meshing / MeshTool / Mesh (Tet, Free)

Pick Volume OK



FLST,5,1,1,ORDE,1

FITEM,5,4

CM,_Y,NODE

NSEL, , , ,P51X

CM,_Y1,NODE

CMSEL,S,_Y

CMDELE,_Y

NREFINE,_Y1, , ,1,1,1,1

CMDELE,_Y1

!*

FLST,5,1,1,ORDE,1

FITEM,5,4

CM,_Y,NODE

NSEL, , , ,P51X

CM,_Y1,NODE

CMSEL,S,_Y

CMDELE,_Y

NREFINE,_Y1, , ,1,1,1,1

CMDELE,_Y1

9. Сгущение сетки к точке контакта.

Main Menu / Preprocessor / Meshing / MeshTool / Refine (Nodes)

CM,_NODECM,NODE

CM,_ELEMCM,ELEM

CM,_KPCM,KP

CM,_LINECM,LINE

CM,_AREACM,AREA

CM,_VOLUCM,VOLU

MP,MU,1,

MAT,1

R,3

REAL,3

ET,2,170

ET,3,174

KEYOPT,3,9,0

KEYOPT,3,10,2

R,3,

RMORE,

RMORE,,0

RMORE,0

! Generate the target surface

ASEL,S,,,1

CM,_TARGET,AREA

AATT,-1,3,2,-1

TYPE,2

AMESH,ALL

! Generate the contact surface

ASEL,S,,,9

CM,_CONTACT,AREA

TYPE,3

NSLA,S,1

ESLN,S,0

NSLE,A,CT2

ESURF

*SET,_REALID,3

ALLSEL

ESEL,ALL

ESEL,S,TYPE,,2

ESEL,A,TYPE,,3

ESEL,R,REAL,,3

ASEL,S,REAL,,3

EPLOT

ESEL,ALL

ESEL,S,TYPE,,2

ESEL,A,TYPE,,3

ESEL,R,REAL,,3

ASEL,S,REAL,,3

CMSEL,A,_NODECM

CMDEL,_NODECM

CMSEL,A,_ELEMCM

CMDEL,_ELEMCM

CMSEL,S,_KPCM

CMDEL,_KPCM

CMSEL,S,_LINECM

CMDEL,_LINECM

CMSEL,S,_AREACM

CMDEL,_AREACM

CMSEL,S,_VOLUCM

CMDEL,_VOLUCM

CMDEL,_TARGET

CMDEL,_CONTACT

10. Определение контактных условий. Нижняя плоскость абсолютно жесткая (target). Сферическая поверхность = контактная поверхность (contact).

Utility Menu / Contact Manager / Contact Wizard

Target Surface = Areas, Target Type = Rigid Pick Target Next

Contact Surface = Areas, Contact Element Type = Surface-to-Surface Pick Contact Next

Create



KEYOPT,3,5,1

11. Закрытие контакта для сходимости решения.

Utility Menu / Contact Manager / Properties / Initial Adjustment

Automatic contact adjustment = Close gap



FINISH

/SOL

12. Завершение работы в препроцессоре. Переход в решатель.

Main Menu / Solution

FLST,2,2,5,ORDE,2

FITEM,2,4

FITEM,2,10

DA,P51X,SYMM

13. Условия симметрии на плоскостях усеченного шара.

Main Menu / Solution / Define Loads / Apply / Structural / Displacement / Symmetry B. C.

On Areas


FLST,2,1,5,ORDE,1

FITEM,2,8

!*

SFA,P51X,1,PRES,100e6

14. Давление на поверхности полушара.

Main Menu / Solution / Define Loads / Apply / Structural / Pressure

On Areas


ANTYPE,0

15. Выбор статического типа анализа.

Main Menu / Solution / Analysis Type

Static OK



NLGEOM,1

16. Выбор геометрически нелинейного расчёта

Main Menu / Solution / Analysis Type / Sol’n Controls / Basic

Analysis Options Large Displacement Static



OUTRES,ERASE

OUTRES,ALL,ALL

17. Параметр сохранения результатов подшагов.

Main Menu / Solution / Analysis Type / Sol’n Controls / Basic

Frequency Write every substep



TIME,1

18. Условное время окончания шага.

Main Menu / Solution / Analysis Type / Sol’n Controls / Basic

Time at end of loadstep = 1 OK



SOLVE

FINISH

19. Решение задачи.

Main Menu / Solution / Current LS / OK
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17

Коьрта
Контакты

    Главная страница


Нелинейные задачи механики деформируемого твердого тела. Практикум