Курс лекций по основам численного расчета на прочность в программном комплексе abaqus (стр. 3 из 8)

Теперь надо определить, на основе каких элементов будет построена модель балки.

Рисунок 1.15

После нажатия кнопки Assign Mesh Controls или вызова команд меню Mesh – Controls появляется окно, в котором надо указать категорию используемых элементов, для одномерных элементов это не нужно. Кнопка Assign Element Type или команды меню Mesh – Element Type вызывает окно, представленное на рисунке 1.15. Выберите тип элемента B21H, как это показано на рисунке, задав линейный порядок элемента, содержащегося в стандартной библиотеке, из разряда балочных, работающего на сдвиг в гибридной формулировке. Теперь, когда все готово для построения сетки, нажмите кнопку Create Mesh Part Instance или использовав команды меню Mesh – Part Instance – Create. Нажмите ОК, и балка покроется одномерной сеткой. Конечно-элементная модель готова.

Перейдите к модулю JOB. С помощью кнопки Create Job либо команд меню Job – Create создайте файл данных с расширением *.odb, из которого после окончания расчета можно считать результаты. В появившемся окне Create Job, которое показано на рисунке 1.16, присвойте этому файлу какое-нибудь имя, например, Beam2D-Bending. Имя надо задавать уникальным, это позволит избежать путаницы, когда у вас накопится много файлов *.odb. Для Рисунок 1.16.

продолжения нажмите кнопку Continue и в окне Edit Job, показанном на рисунке 1.17, задайте тип вычисления Full analisys, очередность выполнения Background и время на подтверждение Immediately. Можете также указать описание выполняемой работы, например, Bending static, это особенно полезно, когда к модели прикладываются различные нагрузки, задаются разные граничные условия или есть несколько шагов расчета. Подтвердите ввод нажатем кнопки ОК. Вычислительный процесс сформирован. Чтоб запустить его, вызовите Job Manager соответствующей кнопкой либо командами меню Job – Manager и нажмите на кнопку Submit.

Рисунок 1.17.

Надпись Running говорит о работе процесса, когда она сменится на Completed - нажимайте кнопку Results, чтобы просмотреть результаты расчета. Вы автоматически перейдете в модуль VISUALISATION. Кнопка Fast Representation

позволяет просмотреть общий вид модели, кнопка Plot Deformed

показывает вид деформированной модели, кнопка Plot Undeformed

возвращает исходную модель, кнопка Plot Contour отображает распределение по модели результирующей переменной, по умолчанию – напряжения по Мизесу, в виде цветовых градаций. Как обычно, все эти кнопки продублированы одноименными командами в меню Plot.

Рисунок 1.18.

Можете заказать распределение любой переменной, используя команду меню Result – Field Output. В возникшем окне, показанном на рисунке 1.18, укажите интересующую вас переменную. Там же можно заказать переменную, определяющую экранную деформацию модели – она вовсе не обязательно должна совпадать с физической деформацией. Обратите внимание, что некоторые переменные состоят из нескольких компонент, и в списке внизу вы можете определить именно ту, которая вам нужна, учитывая оригинальную систему координат ABAQUS: X, Y и Z нумеруются, соответственно, 1, 2 и 3. Теперь сравните максимальную величину прогиба всей балки с ее расчетным значением.

Лекция 2.

Моделирование статической линейной задачи для трехмерного объекта на примере изгиба консольно закрепленной балки. Использование различных типов элементов. Изменение параметров сетки.

На этот раз продолжим рассмотрение консольно заделанной балки из предыдущего занятия, но будем моделировать ее уже трехмерными элементами.

Создайте новую базу данных модели. Поскольку вы уже знакомы с некоторыми командами ABAQUS, не будем повторяться, описывая уже известные вам действия. Создайте деталь, присвойте ей какое-нибудь имя, например, Beam-2 и в окне Create Part задайте новый тип детали, а именно – трехмерное деформируемое твердое тело, путем определения Modeling Space = 3D, Type = Deformable, а в разделе Base Feature задайте Shape = Solid и Type = Extrusion, то есть объемный объект, полученный выдавливанием (также его можно построить вращением или протягиванием вдоль кривой). Обратите внимание на то, что размер рабочего окна Approximate Size надо задать равным 20. Нажав кнопку Continue, подтвердите свой выбор и приступайте к геометрическим построениям.

На панели текущих инструментов модуля PART нажмите кнопку Lines Rectangle либо воспользуйтесь командами меню Add – Line - Rectangle. Теперь можете строить сечение прямо на экране с помощью мыши или заданием углов прямоугольника -2.5, -0.5 и 2.5, 0.5. После нажатия клавиши Enter завершите построение сечения кнопкой Done, и в появившемся на панели инструкций окне задайте глубину выдавливания 100. В окне просмотра модели появится трехмерная балка в виде прямоугольного параллелепипеда.

Используйте кнопки динамического вращения View Rotate

, динамического увеличения/уменьшения View Zoom

, панорамирования View Pan

и шейдинга Display Hidden

, Display Shaded и Display Wireframe

для просмотра полученного объекта. Также могут быть полезны кнопки View Fit

, показывающая весь объект в центре окна просмотра модели, и кнопка View Zoom Rectangle , позволяющая увеличивать часть объекта внутри выбираемой мышью прямоугольной области.

В модулях PROPERTY, ASSEMBLY и STEP действия ничем не отличаются от описанных на предыдущей лекции, за исключением задания сечения. Во-первых, профиль задавать уже не надо. Во-вторых, при создании сечения в окне Create Section укажите категорию Solid и тип Homogeneous, то есть однородное твердотельное сечение. Выбрав в окне Edit Section созданный заранее материал, и толщину сдвига в собственной плоскости Plane stress/strain thickness = 1, подтвердите ввод кнопкой ОК, после чего присвойте сечение балке командой Assign Section, вызываемой из панели меню или с помощью соответствующей кнопки.

Перейдите к модулю LOAD. Надо так же, как и на предыдущем занятии, приложить сосредоточенную силу к некоторой точке. Очевидно, она должна располагаться на оси жесткости балки, но в этом месте пока точек нет. Для преодоления подобных затруднений в ABAQUS есть семейство команд разбиения Partition. Вызываются они из панели меню Tools – Partition. В появившемся окне Create Partition укажите тип разбиения Face и метод Scetch. Также можете нажать на кнопку Partition Face Scetch. После нажатия кнопки ОК на экране с помощью мыши выделите грань на свободном конце, к которой будет приложена нагрузка, и нажмите Done. В появившемся на панели инструкций окне выберите horizontal and on the top и выделите мышью соответствующее ребро грани, то есть верхнее горизонтальное. Используйте кнопку Create Lines Connected или команду меню Add – Connected Lines, чтобы построить на этой грани отрезок, разбивающий ее на две равные части. После нажатия кнопки Done вы увидите, что к грани добавилось новое ребро. Его тоже надо разбить пополам, чтоб получить точку точно в центре грани. Для этого нажмите кнопку Partition Edge By Parameter. Или воспользуйтесь командами меню Tools – Partition, в окне Create Partition задайте тип разбиения Edge и метод Enter Parameter. Укажите мышью вновь созданное ребро и в появившемся на панели инструкций окне задайте параметр разбиения, обозначающий расстояние от начала ребра до точки разбиения в долях от длины ребра, равным 0.5 и нажмите кнопку Create Partition. Подтвердите создания разбиения кнопкой Done. Теперь модель готова к приложению нагрузки. Сама сосредоточенная сила задается так же, как и в случае двумерной балки, только точку ее приложения надо указать в центре торца балки. Граничное условие тоже задается аналогично случаю двумерной балки, на шаге Initial, с тем лишь различием, что закрепить надо не точку, а всю грань, противоположную той, к которой приложена нагрузка. Обратите внимание на то, что эта грань не должна быть скрытой, возможно, балку понадобится развернуть в окне просмотра с помощью кнопки View Rotate.