Реферат на тему ansys

Обновлено: 05.07.2024

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Реферат по предмету:

ANSYS 12: новые возможности или новое разочарование?

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ 3

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 5

7. Контактные задачи. Улучшения в производительности решения контактных задач.11

8. Граничные условия для абсолютно жесткой ответной контактной поверхности…….12

9. Моделирование абсолютно жестких тел с использованием абсолютно жестких ответных контактных поверхностей …………………………………………………………………………..13

11. Элементы и технологии для учета нелинейного поведения……………………………………13

12. Обобщенные осесимметричные элементы………………………………………………………………14

13. Улучшения в основных оболочечных элементах……………………………………………………..15

3. Совместимость ANSYS 12.0 с операционными системами……………………………………….17

4. Дополнительные возможности ANSYS 12.0……………………………………………………………….20

За последние тридцать лет использование технологий компьютерного моделирования стало ключевым моментом в процессе разработки новых изделий. Фирма ANSYS, Inc. является одним из лидеров САЕ-рынка, разрабатывает и предлагает широкую линейку программных продуктов для автоматизированного инженерного анализа.
Программа ANSYS – это гибкое, надежное средство проектирования и анализа. Как новичкам, так и опытным пользователям эта программа предлагаетнепрерывно растущий перечень расчетных средств.

Программа ANSYS была разработана доктором Джоном Свенсоном и сотрудниками фирмы Swanson Analysis Systems Incorporated (SASI) в 1970 году. С того времени усилиями компании SASI и дистрибьютеров поддержки (ANSYS Support Distributors) программа стала необходимым инструментом инженерного проектирования и проведения анализа разработок методом конечныхэлементов. В настоящее время программа ANSYS доступна для работы на всех компьютерах - от персональных компьютеров (PC) до суперЭВМ [4].

[pic]
На фото (справа налево):
Ferit Boysan – основатель Fluent, Inc. и вице-президент ANSYS, Inc., John Swonson – основатель ANSYS, Inc. и президент компании Swanson Analysis Services, Inc.
В своем выступлении на конференции ANSYS 2008 James Cashman - президенти исполнительный директор ANSYS, Inc. – сказал: " Мы считаем, что внедрение компьютерного моделирования ускоряет процесс проектирования. И мы постоянно убеждаемся в своей правоте, общаясь с нашими клиентами со всего мира. Компании, применяющие компьютерное моделирование.

ANSYS — универсальная программная система конечно-элементного (МКЭ) анализа, существующая и развивающаяся на протяжении последних 30 лет, является довольно популярной у специалистов в сфере автоматизированных инженерных расчётов (CAE, Computer-Aided Engineering) и КЭ решения линейных и нелинейных, стационарных и нестационарных пространственных задач механики деформируемого твёрдого тела и механики конструкций (включая нестационарные геометрически и физически нелинейные задачи контактного взаимодействия элементов конструкций), задач механики жидкости и газа, теплопередачи и теплообмена, электродинамики, акустики, а также механики связанных полей.

Содержание

Введение…………………………………………………………………. 3
История разработки программной системы………………………. 4
Описание графического интерфейса пользователя………………….5
Основные элементы управления в ANSYS…………………….5
Графический интерфейс………………………………………….6
Заключение………………………………………………………………14

Прикрепленные файлы: 1 файл

реферат.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

РЕФЕРАТ

По дисциплине __________________

Челябинск, 2015

История разработки программной системы………………………. 4
Описание графического интерфейса пользователя………………….5
1. Основные элементы управления в ANSYS…………………….5
2. Графический интерфейс………………………………………….6
Программная система КЭ анализа ANSYS разрабатывается американской компанией ANSYS Inc.. Компания также выпустила другие системы КЭ моделирования, в том числе DesignSpace, AI Solutions (NASTRAN, ICEM CFD); предназначенные для использования в более специфических отраслях производства. В качестве стратегического партнёра фирма сотрудничает со многими компаниями, помогая им провести необходимые изменения. Предлагаемые фирмой ANSYS Inc. средства численного моделирования и анализа совместимы с некоторыми другими пакетами, работают на различных ОС. Программная система ANSYS сопрягается с известными CAD-системами Unigraphics, CATIA, Pro/ENGINEER, SolidEdge, SolidWorks, Autodesk Inventor и некоторыми другими.

Программная система ANSYS является довольно известной CAE-системой, которая используется на таких известных предприятиях, как ABB, BMW, Boeing, Caterpillar, Daimler-Chrysler, Exxon, FIAT, Ford, БелАЗ, General Electric, Lockheed Martin, MeyerWerft, Mitsubishi, Siemens, Alfa Laval, Shell, Volkswagen-Audi и др.

Первая реализация программы значительно отличалась от последних её версий и касалась только решения задач теплопередачи и прочности в линейной постановке. Как и большинство других программ того времени, она работала в пакетном режиме и лишь на супер-ЭВМ.

В начале 70-х годов XX века в систему было внесено много изменений в связи с внедрением новой вычислительной технологии и реализацией запросов пользователей. Были добавлены нелинейности различной природы, появилась возможность использовать метод подконструкций, была расширена библиотека конечных элементов. Компания обратила внимание на появившиеся в то время персональные компьютеры и векторные графические терминалы. В течение нескольких лет эти новые аппаратные средства были освоены программными разработками компании.

В конце же 1970-х годов существенным дополнением к системе ANSYS стал интерактивный режим работы. Это значительно упростило процедуры создания КЭ модели и оценку результатов (пре- и пост-процессорная обработка). Стало возможным использовать интерактивную графику для проверки геометрии модели, заданных свойств материала и граничных условий перед началом счёта. Графическая информация могла быть сразу же выведена на экран для интерактивного контроля результатов решения.
1. Описание графического интерфейса пользователя
  1. Основные элементы управления в ANSYS
  Используются два основных способа взаимодействия пользователя и программы:
  
  -в режиме графического интерфейса пользователя (ГИП, GUI);
  
  -в командном режиме.
  
  Графический интерфейс пользователя включает в себя:
  
  -главное меню (Main Menu);
  
  -меню утилит (Utility Menu);
  
  -окно ввода команд (ANSYS input);
  
  -линейку инструментов (ANSYS toolbar);
  
  -окно вывода (рис.2.1).
  
  Практически все действия, совершаемые в перечисленных меню, имеют аналог в виде соответствующей команды.
  
  Указанные способы работы в ANSYS не являются взаимоисключающими, а наоборот, обычно успешно дополняют друг друга.
  
  2.2 Графический интерфейс
  
  ansys конечный элемент графический интерфейс
  
  Несмотря на то, что программа ANSYS является весьма наукоемким многоцелевым пакетом, её организационная структура и графический интерфейс делают изучение и применение программы очень удобным.
  
  С помощью этого интерфейса обеспечивается интерактивный доступ к функциям, командам, документации и справочным материалам программы. Создается своего рода путеводитель, обучающий пользователя шаг за шагом при проведении анализа. Предоставляется полная документация в интерактивном режиме и самая современная система HELP на основе гипертекстового представления.
  
  Работая с графическим интерфейсом, пользователь выбирает команды из меню, а параметры вводит с помощью диалоговых окон.
  
  Существуют команды, которые не имеют аналогов в меню, тогда они вводятся через командную строку.
  
  Начнем рассмотрение графического интерфейса программы с Главного меню (Main Menu), которое предоставляет доступ ко всем основным операциям, связанным с решением задачи, – начиная от создания модели и заканчивая чтением полученных результатов расчета (рис.2.2).
  
  Структуру главного меню можно сравнить с генеалогическим деревом, каждый элемент которого содержит ряд разветвлений, каждое из которых, в свою очередь, содержит еще ряд разветвлений и т.д.
  
  Рассмотрим основные пункты главного меню, с помощью которых решаются задачи механики деформируемого твердого тела.
  
  Фильтр Preferences позволяет исключить из Main Menu те пункты, которые не соответствуют теме решаемой задачи.
  
  Preprocessor содержит пункты, необходимые для построения модели, выбора материалов, конечных элементов, построения конечно-элементной сетки и т.д.
  
  Solution – здесь задается тип анализа, прикладываются нагрузки, формируются граничные условия и непосредственно решается задача.
  
  General Postproc позволяет вывести на монитор или на печать результаты расчета в виде эпюр, таблиц.
  
  TimeHist Postpro дает возможность вывода результатов, зависящих от времени или каких-либо других независимых параметров. Эти результаты также могут быть представлены в графической или табличной форме.
  
  Рассмотрим структуру и возможности препроцессора (Preprocessor). Он содержит следующие основные пункты:
  
  Element Type – позволяет выбрать из библиотеки стандартных конечных элементов тот элемент, свойства которого соответствуют условиям рассматриваемой задачи.
  
  Real Constants – здесь задаются реальные константы выбранного конечного элемента; набор этих констант может быть различным, а иногда (для некоторых элементов) реальные константы вообще не задаются.
  
  Material Props – определяет характеристики материала (модуль упругости, коэффициент Пуассона и т.п.).
  
  Sections – содержит набор стандартных поперечных сечений, а также позволяет пользователю создавать любые необходимые сечения для балочных и оболочечных элементов;
  
  Modeling – служит непосредственно для построения модели;
  
  Meshing – позволяет упорядочить атрибуты разных частей модели, т.е. поставить в соответствие каждой части модели необходимый аппроксимирующий конечный элемент с его реальными константами, характеристиками материала, сечениями и в конечном итоге построить конечно-элементную модель.
  
  Numbering Ctrls – предоставляет возможности для объединения совпадающих узлов, точек, атрибутов модели и обновления их нумерации.
  
  Из препроцессора переходим в меню Solution, которое содержит:
  
  Analysis Type – задает тип анализа (статический, на устойчивость, свободные колебания и т.д.) и его опции.
  
  Define Loads – предназначается для наложения на модель граничных условий и задания внешней нагрузки.
  
  Solve – осуществляет запуск программы на решение задачи.
  
  Read Results – позволяет установить опции для считывания результатов расчета по шагу нагружения, частоте и т.д.
  
  Plоt Results – содержит пункты, следуя которым можно вывести результаты расчета графически (прорисовать деформированную форму конструкции, все компоненты напряженно- деформированного состояния и т.д.).
  
  List Results – позволяет выводить результаты расчета в табличной форме.
  
  Element Table – осуществляет вывод результатов по конечным элементам.
  
  Следующим компонентом графического интерфейса является Меню утилит (Utility Menu), которое позволяет управлять файлами программы, выбирать и нумеровать объекты, изменять их положение и размеры на рабочей плоскости, а также выполнять еще целый ряд вспомогательных операций (рис.2.3).
  
  Меню утилит включает:
  
  File – содержит пункты для работы с файлами, такие как чтение файла, создание нового файла, сохранение, импорт, экспорт файла, выход из программы и др.
  
  Select – позволяет выбирать компоненты модели, используемые в работе.
  
  List – здесь можно вывести списки компонентов модели и числовые результаты расчета.
  
  Plot – дает возможность прорисовывать компоненты модели и выводить графические результаты расчета на монитор.
  
  PlotCtrls – управляет графическим выводом. Здесь также можно изменять масштаб изображения, поворачивать его, нумеровать компоненты модели, прорисовывать нагрузки, анимировать и инвертировать изображение, сохранять его и т.д.
  
  WorkPlane – содержит пункты для управления рабочей плоскостью и системой координат;
  
  Parameters – позволяет создавать базу данных параметров, используемых в модели и управлять ими.
  
  Macro – здесь размещены опции для создания макросов.
  
  MenuCtrls – управляет окнами программы и панелью инструментов.
  
  Help – интерактивная база справочных данных по программе.
  
  Как упоминалось выше, практически все действия, осуществляемые через Main Menu и Utility Menu, имеют аналог в виде команды, которая задается через Окно ввода команд (ANSYS input), которое представляет собой область для набора команд и снабжено всплывающими подсказками (рис.2.4).
  
  Окно ввода состоит из таких элементов:
  
  Поле ввода – в нем набираются текстовые команды с присущими им параметрами.
  
  Буфер истории – содержит ранее введенные команды, что упрощает их повторное использование.
  
  Следующим атрибутом графического интерфейса является Линейка инструментов (ANSYS toolbar) – содержит кнопки, обеспечивающие быстрый доступ к часто используемым операциям (рис.2.5).
  
  Пользователь может сам создавать и удалять кнопки. Линейка инструментов может вместить до 200 кнопок.
  
  Графическое окно – представляет собой область для вывода информации графически, т.е. для отображения модели, граничных условий, нагрузок и т.д.
  
  Полностью интерактивная графика является составной частью программы ANSYS. Графика важна для проверки исходных данных и просмотра результатов решения на этапе постпроцессорной обработки.
  
  Модуль Power Graphics обладает значительной скоростью построения геометрических объектов и графических результатов. Средства визуализации этого модуля пригодны для изображения элементов сетки, полей напряжений и т.п.
  
  Графические средства программы ANSYS включают следующее:
  
  -Отображение граничных условий на твердотельных и конечно-элементных моделях;
  
  -Представление результатов известными областями равных значений;
  
  -Графики зависимости полученных результатов от времени или от некоторого расстояния в пределах расчетной модели;
  
  -Преобразование изображений общего характера (обзор модели под другим углом зрения, укрупнение изображения и т.д.) ;
  
  В статье представлены известные и современные программные комплексы для компьютерного моделирования конструкций, изделий и их составных частей. Программы основаны на методе конечных элементов, как метод численного моделирования и анализа. Показаны возможности и область применения программ. Более подробно изложена программа ANSYS для создания CAD-модели конструкции, а также описана последовательность создания самой модели. Рассмотрены два способа геометрического моделирования и создание конечно-элементной модели. В связи с развитием программного обеспечения статья полезна для студентов технических вузов и начинающих проектировщиков.
  
  Ключевые слова: программный комплекс, компьютерное моделирование, метод конечных элементов, ANSYS, CAD-модель.
  
  Введение
  
  В последние десятилетия быстрое развитие программного обеспечения дало возможность создать компьютерные модели довольно сложных изделий и их составных частей. За счет новых технологий в проектировании увеличивается область применения теоретических исследований конструкционных материалов c различными свойствами, которые проводились российскими учеными в конце XX века.
  
  Большинство современных программных комплексов используют численные методы моделирования и анализа конструкции. Одним из самых популярных из них является метод конечных элементов, который позволяет спроектировать модели любого уровня сложности. В настоящее время вычислительная мощность среднего компьютера может быть достаточной для проведения анализа модели конструкций, состоящей из тысячи элементов. В результате моделирования анизотропия и нелинейные свойства материалов редко принимаются во внимание, поэтому структурный анализ в основном проводится с использованием упрощенных физических моделей. В связи с этим возникает сильная потребность в интеграции моделей, которые регулируют и учитывают большее разнообразие свойств материала. Таким образом, проблема может быть решена только с помощью мощного программного обеспечения c современным пользовательским интерфейсом.
  
  В данной статье более подробно рассмотрим один из самых популярных программных комплексов как за рубежом, так и в нашей стране, программу ANSYS.
  1. Современные программные комплексы для проведения компьютерного моделирования
  Работа большинства программ основывается на методе конечных элементов, являющемся численным методом решения дифференциальных уравнений c частными производными, а также интегральных уравнений, вoзникающих при рeшении зaдач прикладной физики. Метод широко применяется для решения задач механики деформируемого твёрдого тела, гидродинамики, теплообмена и электродинамики и дает возможность решить большой круг инженерных задач [1].
  
  Все программы, основанные на конечно-элементном методе, можно условно разделить на две группы. К первой группе относятся довольно сложные и дорогостоящие программные комплексы, обладающие большими возможностями. Такие программы зарекомендовали себя за высокую точность производимых исследований в различныx отраслях. Вторая группа программ разрабатывается как частные решения для специализированных задач в необходимой исследуемой области, это указывает на желание разработчиков создать более простой и компактный инструмент для работы.
  
  Системы инженерного анализа (CAE — Computer-aided engineering) куда входят программы ANSYS, ABAQUS, COSMOS и другие способствуют моделированию на хорошем уровне систем, обладающих различными свойствами, а также позволяют оценить их реакцию на внешние воздействия в виде распределения напряжений, температур, электромагнитных полей, cкоростей и т. д. Использование таких программ помогает инженерам-проектировщикам снизить процесс разработки и повысить качество продукции. Поэтому одной из главных задач обучения является подготовка специалистов, которые владеют современными программными комплексами инженерного анализа [2].
  
  Среди указанных выше программных комплексов на сегодня самым распространенным является программа ANSYS.
  
  ANSYS — это программный комплекс, основанный на методе конечных элементов и предназначенный для автоматизированного инженерного анализа во многих отраслях техники (строительство, машиностроение, транспорт, авиация, космонавтика), а также в таких областях как механика жидкости и газа, механика деформируемого твердoго тела, теплопередача и электромагнетизм.
  
  Данная программа задает перечень расчетных средств, которые учитывают разнообразные конструктивные нелинейности, дают возможность решить общий случай контактной задачи для поверхностей, могут допустить образование конечных деформаций и углов поворота, a также позволяют выполнить анализ влияния электромагнитных полей и решить задачу гидроаэродинамики и многое другое.
  
  ANSYS является средством, c помощью которого создается или прорабатывается CAD-модель конструкции, изделие или его составная часть. Процесс CAD-моделирования проходит определенные этапы, куда входят: построение геометрической модели, выбор типа конечных элементов, построение конечно-элементной сетки, задание свойств материалов, выбор типа анализа, приложение нагрузок, задание граничных условий, расчет и анализ результатов [2].
  
  Выделяются два способа геометрического моделирования при создании CAD-модели:
  
  1) моделирование сверху-вниз;
  
  2) моделирование снизу-вверх.
  
  Моделирование сверху-вниз основано на проектировании объекта из готовых простых фигур, например, параллелепипеда, шара и тому подобные c применением обычных операций как сложение, вычитание и другие.
  
  Сам процесс моделирования базируется на геометрической иерархии объектов, которая идет по возрастанию. В нашем случае точка является объектом низшей размерности, далее следуют линии, поверхности и объемные тела. Данное положение является основой моделирования снизу-вверх и представляет собой создание объекта более высокой размерности из объектов более низкой размерности.
  
  После построения геометрической (твердотельной, непрерывной) модели объекта, нужно создать его конечно-элементную (дискретную) модель. Это означает, что на занимаемую объектом область пространства наносится сетка из узлов и элементов, которая состоит из сравнительно простых форм и делит эту область на конечные элементы, которые в свою очередь соединяются между собой в некоторых точках (узлах). Элементы имеют общие узловые точки и в совокупности аппроксимируют форму области. Произвольную сетку в системе ANSYS можно строить из треугольных и четырехугольных плоских элементов, а также тетраэдров — четырехгранных объемных элементов. К тому же в программе заложен алгоритм рационального выбора размеров конечного элемента, который позволяет строить сетку элементов c учетом кривизны поверхности модели и высокого отображения ee реальной геометрии. Кроме этого, можно выбрать размер самой сетки, общий размер конечного элемента, количество делений граничной линии, коэффициенты растяжения или сжатия на границах и при удалении от границ.
  
  Построение такого рода сетки является одним из главных этапов в конечно-элементном анализе.
  
  Для того, чтобы начать генерацию сетки в системе ANSYS, необходимо выполнить ряд определенных действий: указать типы элементов, которые будут применены в конечно-элементной модели; задать константы элементов, особенные для данного типа элемента, а также нужно задать свойства материалов, из которых будет состоять заданная модель [3].
  
  После построения расчетной модели наступает стадия решения задачи, которая включает задание нагружения и его шаг, вид анализа и запуск на расчет модели.
  
  Нагружение включает в себя приложение внутренних и внешних усилий, а также граничные условия в виде ограничений на перемещения. В программе выделены следующие категории нагрузок: сосредоточенные силы и моменты сил, поверхностные нагрузки, объемные силы, инерционные нагрузки и ограничения степеней свободы. Большинство из нагрузок могут быть приложены в ключевых точках, по линиям и поверхностям (к твердотельной модели) или в узлах или элементах (к конечно-элементной модели).
  
  Расчет модели запускается после введения всех требуемых параметров, результаты которого записывается в базу данных и представляют собой как графическое, так и табличное выведение значений.
  
  Заключение
  
  Применение современных методов вычислений, которые реализованы в комплексах CAD, дает возможность проводить исследования различных характеристик проектируемых объектов, что позволяет менять конструкцию этих объектов без создания экспериментальных образцов и не прибегать к длительной и дорогостоящей процедуре натурных исследований.
  
  Система ANSYS широко используется для проектирования конструкций, а также отдельных его составных частей, к которым предъявляются повышенные эксплуатационные требования. С помощью данного комплекса можно произвести расчет для статического и динамического состояния конструкции, не проводя дополнительных экспериментов.
  
  В настоящее время программный комплекс ANSYS используется во многих высших учебных заведениях и в больших проектных институтах для обучения студентов и выполнения научно-исследовательских работ.
  1. Елисеев К. В., Зиновьева Т. В. Вычислительный практикум в современных CAE-системах: учебное пособие. — СПб.: СПбПУ, 2008. — 112 с.
  2. Каплун А. Б. ANSYS в руках инженера: практическое руководство / А. Б. Каплун, Е. М. Морозов, М. А. Олферьева. — М.: Едиториал УРСС, 2003. –272 с.
  3. Жидков А. В. Применение системы ANSYS к решению задач геометрического и конечно-элементного моделирования / А. В. Жидков. — Нижний Новгород, 2006. — 115 с.
  Основные термины (генерируются автоматически): ANSYS, ABAQUS, COSMOS, программа, SCAD, комплекс, программный комплекс, элемент, компьютерное моделирование, конечно-элементная модель.
  
  Эта программа предлагает непрерывно растущий перечень расчетных средств, которые могут:
  
  – учесть разнообразные конструктивные нелинейности;
  
  – дать возможность решить самый общий случай контактной задачи для поверхностей;
  
  – допускать наличие больших (конечных) деформаций и углов поворота;
  
  – позволять выполнить интерактивную оптимизацию и анализ влияния электромагнитных полей,
  
  – получать решение задач гидроаэродинамики и многое другое - вместе с параметрическим моделированием, адаптивным перестроением сетки, использованием р-элементов и обширными возможностями создания макрокоманд с помощью языка параметрического проектирования программы ANSYS (APDL).
  
  1 Усилие ;
  
  2 Длина ;
  
  3 Модуль упругости для стали 45, ; /1/
  
  4 Модуль Пуассона, ;
  
  5 Размер стороны квадрата, ;
  
  Рисунок 1– Схема балки с приложенными силами и монетами
  
  Utility Menu> Parameters> Scalar Parameters, затем вводим необходимые для расчета параметры и нажимаем кнопку Accept. Все введенные параметры представлены на рисунке 2.
  
  Рисунок 2– Необходимые параметры для расчета
  
  где AOB– площадь поперечного сечения, AOB=A1*A1;
  
  IZZ1– момент инерции поперечного сечения, IZZ1=(A1**4)/12;
  
  M– момент приложенный к балке рамы, M=P*L0;
  
  P1– сила приложенная к балке, P1=2*Р.
  
  Выбор из библиотеки тип элемента (Рисунок 3):
  
  Main Menu> Preprocessor> Element Type> Add/Edit/Delete> Add> BEAM(балка)> 2D ELASTIC 3 > ОК.
  
  Рисунок 3– Выбор элемента
  
  Задание количественных характеристик элемента:
  
  Main Menu> Preprocessor> Real Constants> Add> OK задаем характеристики элемента (рисунок 4), затем OK> Close.
  
  Задаваемые характеристики элемента приведены на рисунке 4.
  
  Рисунок 4– Количественные характеристики элемента
  
  Main Menu> Preprocessor> Material Props> Material Models> Structural> Linear> Elastic> Isotropic> задаем свойства материала (Рисунок 5) >ОК.
  
  Рисунок 5– Свойства материала
  
  Main Menu> Preprocessor> Modeling>Create> Keypoints> In Active CS задаем координаты точек >ОК.
  
  Построение линий по двум точкам:
  
  Main Menu> Preprocessor> Modeling > Create> Lines> Lines> Straight line Выбираем точки> Apply.
  
  Main Menu> Preprocessor> Modeling> Operate> Booleans> Glue> Lines> Pick All.
  
  Задание величины элементов:
  
  Main Menu> Preprocessor> Meshing> Size Cntrls> Manual Size> Global> Size> задаем величину элементов (Рисунок 6)> OK.
  
  Рисунок 6– Величина конечных элементов
  
  Разбивание балки на конечные элементы:
  
  Main Menu> Preprocessor> Meshing> Mesh> Lines> Pick All.
  
  Main Menu> Preprocessor> Loads> Define Loads> Apply> Structural> Displacement> On Keypoints указываем точку которую необходимо закрепить> OK> выбираем в какой плоскости необходимо закрепить точку> OK.
  
  Приложение усилия в точке:
  
  Main Menu> Preprocessor> Loads> Define Loads> Apply> Structural> Force/Moment> On Keypoints> указываем точку в которой необходимо приложить усилие> ОК> выбираем в какой плоскости действует сила и задаем ее значение (Рисунок 7)> OK.
  
  Рисунок 7– Задание усилия
  
  Приложение момента в точке:
  
  Main Menu> Preprocessor> Loads> Define Loads> Apply> Structural> Force/Moment> On Keypoints> указываем точку в которой необходимо приложить момент> ОК> выбираем в какой плоскости действует момент и задаем его значение (Рисунок 8)> OK.
  
  Рисунок 8– Задание момента.
  
  Main Menu> Solution> Solve> Current LS> OK.
  
  Сохранение лог файла:
  
  Utility Menu> File> Write DB log file> выбираем место где сохранить лог файл и задаем имя лог файла> ОК.
  
  Лог файл расчета балки представлен в приложении А.
  
  Создание таблиц данных для сил и моментов в узлах I и J:
  
  Main Menu> General Postproc> Element Table> Define Table> в окне lab вводим силу или момент и узел, выбираем By sequence num, в поле SMISC, дописать цифру (Рисунок 9): XI– 1; XJ– 7; YI– 2; YJ– 8; MZI– 6; MZJ– 12.
  
  Таблица данных для сил и моментов представлена на рисунке 10.
  
  Рисунок 9– Задание таблицы данных для сил и моментов
  
  Рисунок 10– Таблица данных для сил и моментов
  
  Графический показ эпюры поперечных сил (Рисунок 11):
  
  Main Menu> General Postproc> Plot Results> Contour Plot> Line Elem Res> в окошке LabI Elem table item at node I вводим YI, в окошке LabJ Elem table item at node J вводим YJ> ОК.
  
  Рисунок 11– Эпюра поперечных сил
  
  Анализ полученных результатов:
  
  1 Поперечные силы, действующие на 1 вертикальный стержень равны 10000 Н;
  
  2 Поперечные силы, действующие на 2 вертикальный стержень равны 100000 Н.
  
  Графический показ эпюры нормальных сил (Рисунок 12):
  
  Main Menu> General Postproc> Plot Results> Contour Plot> Line Elem Res> в окошке LabI Elem table item at node I вводим ХI, в окошке LabJ Elem table item at node J вводим ХJ> ОК.
  
  Рисунок 12– Эпюра нормальных сил
  
  Анализ полученных результатов:
  
  Нормальные силы, действующие на горизонтальный стержень равны 100000 Н.
  
  Графический показ эпюры изгибающих моментов (Рисунок 13):
  
  Main Menu> General Postproc> Plot Results> Contour Plot> Line Elem Res> в окошке LabI Elem table item at node I вводим MZI, в окошке LabJ Elem table item at node J вводим MZJ> ОК.
  
  Рисунок 13– Эпюра изгибающих моментов
  
  Анализ полученных результатов:
  
  Полученные моменты на каждом из участков балки представлены на рисунке 13.
  
  Графический показ прогиба балки (Рисунок 14):
  
  Main Menu> General Postproc> Plot Results> Contour Plot> Nodal Solu> DOF Solution> Displacement vector sum> ОК.
  
  Рисунок 14– Прогиб балки
  
  Анализ полученных результатов:
  
  Максимальный прогиб балки равен 4,256 м.
  
  Исходными данные для расчета поршня:
  
  1 Усилие действующее на поршень;
  
  2 Длины ;
  
  ;
  
  ;
  
  .
  
  3 Диаметры поршня ;
  
  ;
  
  .
  
  4 Модуль упругости для стали 45, ; /1/
  
  5 Модуль Пуассона, .
  
  Utility Menu> Parameters> Scalar Parameters, затем вводим необходимые для расчета параметры. Все введенные параметры представлены на рисунке 15.
  
  Рисунок 15– Необходимые параметры для расчета
  
  Выбор из библиотеки тип элемента (Рисунок 16):
  
  Main Menu> Preprocessor> Element Type> Add/Edit/Delete> Add> Solid(твердый)> Brick 8node 45 > ОК.
  
  Рисунок 16– Выбор элемента
  
  Main Menu> Preprocessor> Material Props> Material Models> Structural> Linear> Elastic> Isotropic> задаем свойства материала (Рисунок 17) >ОК.
  
  Рисунок 17 – Свойства материала
  
  Геометрическую модель поршня создадим путем трех цилиндров:
  
  Main Menu> Preprocessor> Modeling>Create> Volumes> Cylinder> Solid Cylinder задаем координаты точки, радиус цилиндра и длину цилиндра >ОК.
  
  Main Menu> Preprocessor> Modeling> Operate> Booleans> Glue> Volumes > Pick All.
  
  Задание величины элементов:
  
  Main Menu> Preprocessor> Meshing> Size Cntrls> Manual Size> Global> Size> задаем величину элементов (Рисунок 17)> OK.
  
  Рисунок 17– Величина конечных элементов
  
  Разбиение поршня на конечные элементы:
  
  Main Menu> Preprocessor> Meshing> Mesh> Volumes> Free> Pick All.
  
  Рисунок 18 – Разбиение поршня на конечные элементы
  
  Main Menu> Preprocessor> Loads> Define Loads> Apply> Structural> Displacement> On Areas> указываем плоскость которую необходимо закрепить> OK> выбираем в какой плоскости необходимо закрепить плоскость> OK.
  
  Для приложения распределенной нагрузки необходимо приложить усилие к каждому узлу линии, где действует распределенная нагрузка:
  
  1 Utility Menu> Select> Entities> выбираем Lines> OK> выбираем линию, к которой необходимо приложить нагрузку> ОК;
  
  2 Utility Menu> Select> Entities> выбираем Nodes и Attached to> OK;
  
  3 Смотрим количество узлов;
  
  4 Main Menu> Preprocessor> Loads> Define Loads> Apply> Structural> Force/Moment> On Nodes > Pick All> выбираем в какой плоскости действует сила и задаем ее значение деленное на количество узлов (Рисунок 18)> OK.
  
  Main Menu> Solution> Solve> Current LS> OK.
  
  Сохранение лог файла:
  
  Utility Menu> File> Write DB log file> выбираем место где сохранить лог файл и задаем имя лог файла> ОК.
  
  Лог файл расчета поршня представлен в приложении Б.
  
  Результат напряжений на поршень (Рисунок 19):
  
  Main Menu> General Postproc> Plot Results> Contour Plot> Nodal Solu> DOF Solution> Displacement vector sum> ОК.
  
  Рисунок 19 – Результат напряжений на поршень
  
  Анализ полученных результатов:
  
  Результат действующих напряжений на поршень показан на рисунке 19.
  
  1. Марочник сталей и сплавов. Под редакцией В.Г. Сорокина, М.: Интермент инжиниринг, 2001, 608 с.
  
  2. ANSYS в примерах и задачах. К.А. Басов, М.: Компьютер Пресс, 2002, 224 с.
  
  Читайте также: