Лабораторная работа № 3
Перед генерацией сетки необходимо задать атрибуты элементов, которые включают:
- тип элемента;
- набор констант, определяющих геометрия элемента;
- свойства материала;
- систему координат элемента.
1. Построение сетки линейных конечных элементов.
1.1 Сделать активной глобальную цилиндрическую систему координат r ц z
UM → Work Plane → Charge Active CS to → Clobal Cglinrical
1.2 Построить ключевые точки с координатами
| r(x) | ц(y) | z(z) |
| 45o | ||
| 45o |
1.3 Построить по ключевым точкам прямую линию
1.4 Выбрать тип конечного элемента
1.4.1 PrPr → Element type → Add/Edit/Delete → Add
1.4.2 Выбрать в левом окне Link
1.4.3 Выбрать в правом окне 3D spar 8
1.4.4 Нажать ОК
1.4.5 Нажать Close
Элемент Link 8 работает только на рястяжение-сжатие
1.5 Задание констант, определяющих геометрию элементов
1.5.1 PrPr → Real Constant → Add
1.5.2 Выбрать тип элементов Link 8
1.5.3 Нажать ОК
1.5.4 Задать номер данных Real Constant Set No. 1
1.5.5 Задать площадь поперечного сечения AREA=0,01(м2)
1.5.6 Нажать ОК
1.5.7 Нажать Close
1.6 Задать свойства материала
1.6.1 PrPr → Material Props → Isotropic
1.6.2 Задать номер материала, равным 1
1.6.3 Нажать ОК
1.6.4 Задать:
модуль упругости ЕХ=2·1011 Па;
плотность DENS = 7800 кг/м3;
коэффициент Пуассона NUXY=0,3
1.6.5 Нажать ОК
1.7 Задать атрибуты элементов, которые будут генерироваться в стержне
1.7.1 ММ → PrPr → Attributes-Define → Picked Lines
1.7.2 Выбрать курсором стержень, в котором будут генерироваться конечные элементы
1.7.3 Нажать ОК
1.7.4 Задать:
Номер материала МАТ=1;
Номер констант REAL=1;
Номер типа элементов TYPE=1;
Тип системы координат элементов ESYS=0
0 – декартовая система координат
1 – цилиндрическая система координат
1.7.5 Нажать ОК
1.8 Задать количество генерируемых конечных элементов
1.8.1 PrPr → -Meshing- Sizc Cntrls → Picked Lines
1.8.2 Выбрать курсором линию, в которой будут генерироваться конечные элементы
1.8.3 Нажать ОК
1.8.4 Задать количество генерируемых элементов NDIV=20
1.8.5 Нажать ОК
1.9 Сгенерировать сетку конечных элементов
1.9.1 PrPr → Mesh → Lines
1.9.2 Выбрать курсором линию, в которой будут генерироваться конечные элементы.
1.9.3 Нажать ОК
1.10 Вывести на экран изображение узлов и их номера
1.10.1 UM → Plot Ctrls → Numbering
1.10.2 Поставить метку в окне, расположенном напротив Node numbers
1.10.3 Нажать ОК
1.10.4 UM → Plot → Nodes
1.11 Уничтожить все данные
2. Построение сетки балочных конечных элементов
2.1 Сделать активной глобальную декартовую систему координат
UM → Work Plane → Change Active CS to → Global Cartesian
2.2 Построить ключевые точки с координатами
| N | x | y | z |
| -2 | |||
2.3 Построить через точки КР1 и КР2, КР3 и КР4 прямые линии
2.4 Выбрать тип конечного элемента
2.4.1 PrPr → Element type → Add/Edit/Delete → Add
2.4.2 Выбрать в левом окне Beam
2.4.3 Выбрать в правом окне 2 node 188
2.4.4 Нажать ОК
2.4.5 Нажать Close
2.4.6 Нажать ОК
2.5 Задать константы, определяющие поперечные сечения балки
2.5.1 PrPr → Sections → Connon Sectns… →
2.5.2 Задать номер поперечного сечения ID=1
2.5.3 Задать имя сечения Dutavr
2.5.4 Выбрать тип сечения (Sub-Type)- Dbymabp
2.5.5 Задать: w1=0,1; w2=0,1; w3=0,2; t1=0,01; t2=0,01; t3=0,02
2.5.6 Нажать Apply
2.5.7 Задать: ID=2; w1=0,15; w2=0,15; w3= 0,25; t1=0,015; t2=0,015; t3=0,025
2.5.8 Нажать ОК
2.6 Задать свойства материала
2.6.1 PrPr → Material Props → Isotropic
2.6.2 Ввести material number 1
2.6.3 Нажать ОК
2.6.4 Ввести: модуль упругости EX=2·1011 Па;
плотность DENS = 7800 кг/м3;
коэффициент Пуассона MUXY=0,3
2.6.5 Нажать Apply
2.6.6 Ввести material number 2
2.6.7 Нажать ОК
2.6.8 Ввести: модуль упругости EX=1,2·1011 Па;
плотность DENS = 4500 кг/м3;
коэффициент Пуассона MUXY=0,3
2.6.9 Нажать ОК
2.7 Присвоение элементам конструкции атрибутов
2.7.1 Построить точку КР4 с координатами х=0, у=1, z=0, определяющую ориентацию сечения
2.7.2 PrPr → Attributes- Define → Picked Lines
2.7.3 Выбрать линию L1
2.7.4 Нажать ОК
2.7.5 Задать: номер материала МАТ=1;
тип элемента TYPE = 1;
тип системы координат ESVS=0;
номер сечения SECT=1
2.7.6 Поставить метку в окне Pick orientation keypoint(s)
2.7.7 Нажать ОК
2.7.8 Выбрать в качестве точки, определяющей ориентацию сечения, точку КР4
2.7.9 Нажать Apply
2.7.10 Выбрать линию L2
2.7.11 Нажать ОК
2.7.12 Задать: номер материала МАТ=2;
тип элемента TYPE = 1;
тип системы координат ESVS=0;
номер сечения SECT=2
2.7.13 Поставить метку в окне Pick orientation keypoint(s)
2.7.14 Нажать ОК
2.7.15 Выбрать курсором точку КР4
2.7.16 Нажать ОК
2.8 Задать количество генерируемых конечных элементов
2.8.1 PrPr → Meshing → Size Cntrls → Picked Lines
2.8.2 Выбрать курсором линию L1
2.8.3 Нажать ОК
2.8.4 Задать количество генерируемых элементов NDIV=30
2.8.5 Нажать Apply
2.8.6 Выбрать курсором линию L2
2.8.7 Нажать ОК
2.8.8 Задать длину элемента SIZE=0,1 (NDIV=0)
2.8.9 Нажать ОК
2.9 Сгенерировать сетку конечных элементов во всех линиях
2.10 Вывести на экран объемное изображение конструкции
2.10.1 UM → Plot Ctrls → Style → Size and Shape
2.10.2 Поставить метку в окне Display of element
2.10.3 Нажать ОК
2.10.4 Вывести изометрическое изображении конструкции
2.11 Повернуть профиль N2 на 30о
2.11.1 UM → Plot Ctrls → Pan, Zoom, Rotate → Resot
2.11.2 Уничтожить конечные элементы, сгенерированные в line L2
PrPr → Meshing- Clear → Lines → L2 → OK
2.11.3 UM → Plot → Lines
2.11.4 Построить ключевые точки с координатами
| N | x | y | z |
| 0,5 | |||
| 0,5 |
2.11.5 Построить на точках КР2, КР5, КР6 локальную цилиндрическую систему координат
UM → Work Plane → Lokal Coordinate Systems → Create local CS → Create local CS → By 3 Keypoints
2.11.6 Выбрать последовательно курсорам точки КР2, КР5 и КР6 (первая точка определяет начало координат, вторая – направление оси Х, третья – плоскость ОХУ и направление оси У)
2.11.7 Задать КСN=11
2.11.8 Задать тип системы координат KCS= Cylindrical 1
2.11.9 Нажать ОК
2.11.10 Сделать локальную систему координат N11 активной UM → Work Plane → Change Active CS to → Specified Coord Sys
2.11.11 Задать КСS=11
2.11.12 Нажать ОК
2.11.13 Создать ключевую точку КР7 с координатами r(x)=0,5; ц(у)=30; z=0
2.11.14 Сделать активной глобальную декартовую систему координат
2.11.15 Присвоить линии L2 атрибуты
PrPr -Attributes- -Define → Picked Lines
2.11.16 Выбрать линию L2
2.11.17 Нажать ОК
2.11.18 Задать: номер материала МАТ=2;
тип элемента TYPE = 1;
тип системы координат ESVS=0;
номер сечения SECT=2;
Pich Orientation KPS-YES
2.11.19 Нажать ОК
2.11.20 Выбрать курсором точку КР7
2.11.21 Нажать ОК
2.11.22 Задать количество генерируемых элементов NDIV=30
2.11.23 Нажать ОК
2.11.24 Сгенерировать в линии L2 сетку конечных элементов
2.11.25 Вывести на экран изометрическое изображение конструкции
3 Построение сетки оболочных конечных элементов
3.1 Выбрать тип конечного элемента
3.1.1 PrPr → Element type → Add/Edit/Delete → Add
3.1.2 Выбрать в левом окне Shell
3.1.3 Выбрать в правом окне Elastic 4 node 63
3.1.4 Нажать ОК
3.1.5 Нажать Close
3.2 Задать константы, определяющие геометрию элементов
3.2.1 PrPr → Real Constants … → Add → ОК
3.2.2 Задать Set No. = 1
3.2.3 Задать ТК(I)= 0,002 М – толщина элементов в I-ом узле. Если элемент имеет постоянную толщину, то ТК(I) определяет толщину элемента.
3.2.4 Нажать ОК
3.2.5 Нажать Close
3.3 Задать свойства материала: Е = 2·1011Па; ρ=7800 кг/м3; м=0,3
3.4 Построить поверхность в виде прямоугольника
3.4.1 PrPr → Create → -Areas- Rectangle → By Dumensions
3.4.2 Задать: х1=-2м; х2=2м; у1=-1м; у2=1м
3.4.3 Нажать ОК
3.4.4 Построить круг радиуса R=0,5м, центр которого имеет координаты х=0; у=0.
3.4.5 Вычесть поверхность А2 из поверхности А1 операцией Subtract
3.4.6 Задать атрибуты элементов
3.4.7 Задать размер генерируемых конечных элементов (size=0,1)
3.4.8 Сгенерировать конечные элементы в режиме Free (Произвольная сетка КЭ) PrPr → Mesh → -Areas- →Free → Pick All
3.5 Измельчить сетку вокруг отверстия
3.5.1 PrPr → Modify Mesh → Elements
3.5.2 Поставить сетку в окне Circle меню Refine mesh at elements
3.5.3 Подвести курсор в центр отверстия, нажать левую клавишу и, не отпуская ее, охватить окружностью два слоя элементов.
3.5.4 Поставить метки в окнах Unpick и Single меню Refine mesh at elements
3.5.5 Отменить курсором выбор случайно охваченных рамкой элементов (оставить только два слоя элементов)
3.5.6 Нажать ОК
3.5.7 Задать уровень измельчения LEVEL=2
3.5.8 Нажать ОК
3.6 Очистить поверхность от сетки конечных элементов
3.6.1 PrPr → -Meshing-clear → Areas
3.6.2 Выбрать поверхность, на которой уничтожается сетка элементов
3.6.3 Нажать ОК
3.6.4 UM → Plot → Areas
3.7 Генерация сетки с помощью процедуры разумного выбора Start Sizing
3.7.1 PrPr → -Meshing- Size Cntrls→ -Start Size- Basic
3.7.2 Задать уровень размера сетки LVL=5
3.7.3 Нажать ОК
3.7.4 PrPr → Mesh → -Areas- Free
3.7.5 Выбрать курсором поверхность
3.7.6 Нажать ОК
3.8 Очистить поверхность от сетки конечных элементов
3.9 Используя процедуру Start Sizing, разбить поверхность на конечные элементы, обеспечив на окружности 80 ребер конечных элементов
3.9.1 PrPr → Size Cntrls → -Lines- Picked Lines
3.9.2 Выбрать курсором линии, образующие окружность
3.9.3 Нажать ОК
3.9.4 Задать NDIV=20
3.9.5 Нажать ОК
3.9.6 PrPr → -Meshing- Size Cntrls→ -Start Size- Basic
3.9.7 Задать LVL=5
3.9.8 Нажать ОК
3.9.9 PrPr → Mesh → -Areas- Free
3.9.10 Выбрать поверхность А3
3.9.11 Нажать ОК
3.9.12 Очистить от сетки конечных элементов
4 Создание объектов отражением
4.1 Построить сетевую точку с координатами
N x y z
9 0 0 0
4.2 Построить прямые линии между точками КР9 и КР4, КР9 и КР3, КР9 и КР2, КР9 и КР1.
4.3 Вычесть с помощью операции Divide из поверхности линии L11, L10, L9 и L12
4.3.1 PrPr → Operate → Divide → Areas by line
4.3.2 Выбрать поверхность
4.3.3 Нажать ОК
4.3.4 Выбрать линии L9, L10, L11 и L12
4.3.5 Нажать ОК
4.4 Выполнить суммирование линии для уменьшения их числа
4.4.1 PrPr → Operate → Divide → Add → Lines
4.4.2 Выбрать линии L15 и L16
4.4.3 Нажать ОК
4.4.4 НажатьApply
4.4.5 Выбрать линии L18 и L19
4.4.6 Нажать ОК
4.4.7 Нажать Apply
4.4.8 Выбрать линии L21 и L22
4.4.9 Нажать ОК
4.4.10 Нажать ОК
4.4.11 Выбрать линии L24 и L23
4.4.12 Нажать ОК
4.4.13 Нажать ОК
4.5 PrPr → Size Cntrls→ All Lines
4.6 Задать NDIV=20
4.7 Нажать ОК
4.8 PrPr → Size Cntrls→ -Start Size- Basic
4.8.1 Задать LVL= off
4.8.2 Нажать ОК
4.9 PrPr → Mesh → -Areas- Mapped → 4 or 4 sided → Pick All