Курс лекций по основам численного расчета на прочность в программном комплексе abaqus (стр. 2 из 8)

Cancel.

Рисунок 1.6.

Чтобы завершить геометрические построения, нажмите Сancel и возникающую внизу на панели инструкций кнопку Done. Для возврата к предыдущему действию служит находящаяся слева от кнопки Cancel кнопка Back.

Рисунок 1.7.

Перейдите к следующему модулю PROPERTY. Задайте материал балки, пользуясь кнопкой

Create Material, либо командами меню Material -- Create. Возникнет окно Edit Material, показанное на рисунке 1.8. В его верхней части указываются различные опции, из которых задайте только две: General – Density = 2600 кг/м³, и

Mechanical – Elasticity – Elastic: Young’s Modulus = 5.6e+08 Па,

Poisson’s Ratio = 0.3.

Присвойте материалу какое-нибудь имя, например, Duralumine, и подтвердите ввод нажатием кнопки ОК. Материал создан. Но это еще не значит, что балка приобрела его заданные свойства. Теперь необходимо создать сечение балки, приписать ему заданный материал и только потом присвоить это сечение всей балке. Для этого нажмите кнопку Create Profile

либо воспользуйтесь командами меню

Profile - Create.

Появится окно Create Profile, в котором надо выбрать профиль сечения. В ABAQUS есть набор уже готовых типов профилей. В нашем случае выберите прямоугольник путем использования команд Shape – Rectangular - Continue. В окне Edit Profile, показанном на рисунке 1.9, задайте размеры сторон сечения, присвойте профилю какое-нибудь имя, по умолчанию – Profile-1. Подтвердите ввод кнопкой ОК и создайте само сечение с помощью кнопки Create Section или команд меню Section – Create. Рисунок 1.8

Выберите категорию детали, для которой определяется сечение, как Beam (балка), и тип самого сечения – тоже Beam, как это показано на рисунке 1.10. Присвойте сечению какое-нибудь имя,

Рисунок 1.9.

по умолчанию – Section-1. Нажатием кнопки Continue перейдите к окну редакции свойств сечения Edit Beam Section и задайте их так, как показано на рисунке 1.11. Линейные свойства балки задайте в окне Beam Linear Behavior, возникающем при нажатии кнопки Linear Properties. В общем случае вам потребуется вычислить модуль сдвига по известной формуле G = E/2(1+ n), где n – коэффициент Пуассона, и указать его в окне Shear Modulus. Также можете задать начальную температуру Рисунок 1.10.

Reference Temperature, однако в нашем случае это не обязательно. Остальные свойства сечения задаются аналогично случаю определения свойств материала. По умолчанию берутся те же свойства, какими обладает уже созданный материал, так что в нашем случае не обязательно заполнять все графы. Подтвердите ввод свойств сечения Рисунок 1.11.

с помощью кнопки ОК. Теперь присвойте построенное таким образом сечение созданной в предыдущем модуле балке. Для этого используйте кнопку Assign Section либо команды меню Assign – Section. С помощью мыши укажите на балку, она будет выделена красным цветом. В предложенном списке выберите сечение, оно всего одно, и подтвердите выбор нажатием кнопки ОК.

Осталось только определить, как направлены сечения внутри балки. Для этого нажмите кнопку Assign Section Orientation либо используйте команду меню Assign – Beam Section Orientation. С помощью мыши укажите на балку, она будет выделена красным цветом, и подтвердите выбор нажатием кнопки Done. На панели инструкций возникнет окно, в котором вам надо задать направление вектора вдоль оси «Х» (стороны а) сечения. Введите числа 0.0, 1.0, 0.0 и, убедившись в правильности направления сечений, нажмите кнопку ОК.

Перейдите к модулю ASSEMBLY. В нем надо создать сборку имеющихся деталей. Поскольку в нашем случае всего одна деталь, балка, достаточно нажать кнопку Create Part Instance либо воспользоваться командами меню Instance – Create. Возникнет окно со списком готовых деталей Parts. В нашем случае деталь всего одна, выберем ее – она будет выделена красным цветом, и подтвердим выбор – цвет, обозначающий сборку, изменится на синий.

Теперь надо задать шаг расчета. Поскольку ABAQUS представляет собой пакет программ и использует разные решатели в зависимости от постановки задачи, необходимо определить, каким именно решателем мы будем пользоваться. Перейдите к модулю STEP и создайте шаг расчета с помощью кнопки Create Step

либо команд меню Step – Create. Возникнет окно Create Step, в котором уже указан начальный шаг расчета Initial. Задайте следующий шаг Static, General и присвойте ему какое-нибудь имя, по умолчанию – Step-1. Нажав на кнопку Continue, вызовите окно редакции шага расчета Edit Step, показанное на рисунке 1.12. В графе Description укажите тип решаемой задачи, например, Console Beam. Активируйте опцию нелинейного анализа, указав Nlgeom=On, как на рисунке, и нажмите OK.

Рисунок 1.12.

В модуле STEP есть еще 2 важные кнопки, Create Field Output

и Create History Output

.

Они позволяют задавать переменные, которые надо определить в ходе расчета – напряжения, энергии, деформации и тому подобное. Часть из них задается автоматически. Просмотреть, как это сделано, а также внести соответствующие изменения можно с помощью так называемого менеджера – они есть в каждом модуле и вызываются одинаковыми кнопками.

Воспользуйтесь ей для Field Output либо командами меню Output – Field Requests – Manager. Появится окно Field Output Requests Manager, показанное на рисунке 1.13. Нажмите кнопку Edit, чтобы выбрать необходимые выходные данные из списка. В этом менеджере, как и в любом другом, можно также создавать, изменять, копировать и удалять соответствующие компоненты текущего модуля.

Выход из менеджера осуществите кнопкой Dismiss.

Рисунок 1.13.

В нашей задаче нет взаимодействий, поэтому модуль INTERACTION опустим. Перейдите сразу к модулю LOAD.

Задайте сосредоточенную силу, действующую на конец балки, с помощью кнопки Create Load

или команд меню Load – Create. Укажите шаг, на котором действует нагрузка (Step-1), присвойте ей какое-нибудь имя, по умолчанию – Load-1, определите категорию Category нагрузки Mechanical и тип нагружения Types for Selected Step как сосредоточенная сила Concentrated Force.

Нажмите кнопку Continue и перейдите к следующему окну Edit Load. В нем укажите точку на конце балки, как показано на рисунке 1.14, и задайте величину сосредоточенной силы CF2 = -1000. Нажатием кнопки ОК подтвердите выбор. Нагрузка на балку задана.

Граничные условия задайте аналогично, закрепив неподвижно другой, ненагруженный конец. Для этого используйте кнопку Create BC либо команды меню BC – Create.

Рисунок 1.14.

В появившемся окне Create Boundary Condition задайте на шаге Initial категорию граничного условия Mechanical и его тип Symmetry/Antisymetry/Encastre. Присвойте заделке какое-нибудь имя, по умолчанию – BC-1. Укажите на свободный конец балки, подтвердите выбор и, нажав кнопку Continue, перейдите к следующему окну Edit Boundary Condition. В нем выберите последнюю графу Encastre, то есть нулевые линейные и угловые перемещения в указанной точке, и нажмите ОК.

Теперь строим конечно-элементную сетку. Для этого перейдите в модуль MESH. Прежде, чем построить сетку, надо определить размеры элементов. С этой целью в ABAQUS используется опция Seed.

Нажмите на кнопку Seed Part Instance и продолжайте удерживать треугольную закладку в ее

нижнем правом углу, пока не появится подменю, в котором выберите кнопку Seed Edge By Number либо воспользуйтесь командами меню Seed – Edge By Number. С помощью мыши выделите балку и в окне на панели инструкций задайте количество элементов вдоль нее, например, 10. Подтвердив ввод кнопкой Done, вы увидите на балке ряд окружностей, обозначающих предполагаемые положения узлов сетки. Можно также было задать размер элемента другими способами, например, кнопками Seed Edge By Size или Seed Edge Biased.