Задание граничных условий




Для каждого физического процесса в программе предусмотрено 3 рода граничных условий:

1 рода: в точках границы заданы: в тепловой задаче – температура, в электрической – потенциал, в диффузионной – концентрация, в деформационной - перемещения; (в виде функций от времени)

2 рода: заданы: в тепловой задаче – удельный поток тепла, в электрической – плотность тока, в деформационной - распределенные или сосредоточенные силы (в виде функций от времени);

3 рода: задана среда за границей модели со своими параметрами и условия взаимодействия модели с этой средой (например, в тепловой задаче температура среды в виде функции от времени и коэффициент теплоотдачи с поверхности в виде функции от температуры поверхности модели).

В некоторых случаях возможно непосредственное действие граничных условий на внутренние узлы и элементы модели (индукционный нагрев, гравитационные, инерционные и электромагнитные силы и т.д.).

Граничные условия задаются на панели «Редактирование граничных условий». (рис. 30). Вызов панели происходит кнопкой «Нагрузки» главного меню. Этот этап ввода данных позволяет перейти к моделированию физических процессов. Он осуществляется с помощью диалоговой панели граничных условий. Панель имеет сложное устройство, состоит из нескольких диалоговых страниц:

1) Функции режимов и среды;

2) Стадии и границы;

3) Сварочные источники.

На каждой странице присутствует переключатель «Выбор моделируемого процесса» (поз. 1). Доступны только процессы, активизированные ранее с помощью такого же переключателя на панели редактирования свойств материала. Работа начинается с выбора одного из этих процессов. После этого на панели отображаются только те данные, которые относятся к выбранному процессу.

Функции режимов и среды

На этой странице, показанной на рис. 32, задаются вспомогательные функции, необходимые для описания граничных условий при моделировании выбранного процесса.

Рис. 32. Страница «Функции режимов и среды»

Вначале надо выбрать тип функции из списка (поз. 2), затем одну из имеющихся функций этого типа из соседнего списка (поз. 3). Списки типов функций для процессов «Тепло» и Деформация» показаны на рис. 33.

Рис. 33. Списки типов функций для тепловой и механической задач

Кнопка позволяет добавлять в список новые функции выбранного типа, а кнопка рядом с ней – вычеркивать ненужные функции. Добавленные функции появляются в списках на этой и остальных страницах. Вычеркивание функций приводит к вычеркиванию строк с ними из всех таблиц.

Значения функций и их аргументов отображаются в виде таблицы (поз. 4 на рис. 32). Аргументом чаще всего являются время или координата. Слева от таблицы расположены кнопки, а под ней – окна (поз. 5) для редактирования содержания таблицы. Их вид и применение описаны в разделе 1.7.

Каждое изменение таблицы вызывает изменение ее отображения на графике (поз. 6), там же показаны размерности вводимых параметров. Шкалы для аргумента и функции выбираются автоматически. Для каждой функции необходимо задать диапазон и шаг изменения аргумента (поз. 7).

5.2.Стадии и границы

Страница предназначена для формирования граничных условий для стадий моделирования с использованием подготовленных вспомогательных функций (рис. 34).

Рис. 34. Страница «Стадии и границы»

Эти условия представлены в строках главной таблицы (поз. 1). Ее строки отсортированы по порядку номеров стадий процесса. Таблица содержит пять колонок, в которых представлены:

1) номер стадии;

2) тип граничного условия;

3) имя таблицы режима (или сварочного источника);

4) имя таблицы среды (только для условий третьего рода);

5) имя зоны действия условия (или сварочного источника).

Смысл колонок 3-5 зависит от второй колонки. Для граничных условий первого рода режимом является зависимость от времени значения искомой функции поля (электропотенциала, температуры, концентрации примеси или перемещений) в узлах границы. Для второго рода режим - это зависимость от времени значения мощности потока (электротока, тепла, примеси, распределенных или сосредоточенных сил) на границе. Для третьего рода - зависимость от времени параметра условий среды (температуры, концентрации примеси). Для процесса «Деформация) векторные граничные условия задаются покомпонентно (отдельный тип условия по каждой оси координат).

Таблица среды для процесса «Теплопередача» - это зависимость коэффициента теплоотдачи с поверхности от температуры. Колонка заполнена только в случае граничного условия третьего рода.

Вид зоны действия граничного условия зависит от его типа и от размерности модели. Для 3D моделей зона, как правило, представляет собой список номеров граничных поверхностей, а для 2D - список номеров граничных линий. Для сосредоточенных условий (закреплений и сил в узлах) это список номеров узлов.

В той же таблице размещаются условия действия движущихся (сварочных) источников. В этом случае во второй колонке - тип источника, в третьей колонке - имя источника, а в пятой - имя зоны действия источника. В случае внутреннего источника зона действия включает один из номеров материала или валика шва, а в случае поверхностного источника - список номеров граничных поверхностей (для 3D моделей) или граничных линий (для 2D моделей). Кроме того, зона действия источника включает в себя его траекторию (список координат цепочки точек).

Редактирование содержимого таблицы выполняется в строке окон редактирования под таблицей (поз. 2). Каждое из этих окон расположено под соответствующей колонкой таблицы. При щелчке мыши на строке таблицы содержимое этой строки отображается в окнахредактирования. Центральным является окно под второй колонкой таблицы. Это разворачивающийся список типов граничных условий выбранного процесса. При выборе строки из этого списка меняется содержание окон под колонками 3, 4 и 5. В них появляются списки имен имеющихся таблиц, подходящих для выбранного типа граничного условия. При выборе другого моделируемого процесса изменяется содержание окна под колонкой 2 и окон под колонками 3, 4 и 5. Редактирование граничного условия заключается в выборе одной из строк в каждом из окон 2, 3, 4, 5, а также в изменении номера стадии в окне под колонкой 1. Отредактированное условие добавляется в таблицу (кнопка слева от строки окон редактирования), если оно не совпадает полностью с одной из имеющихся в таблице строк. При этом происходит автоматическая сортировка строк в порядке номеров стадий. Можно также вычеркнуть строку или очистить всю таблицу кнопками слева от таблицы.

В нижней части этой же страницы расположен список имен частей зоны действия граничных условий (поз. 3). Он используется для всех условий, кроме сварочных источников тепла. Кнопка под списком имен зон позволяет добавить новую зону, состав которой соответствует типу граничного условия в окне под второй колонкой главной таблицы, а кнопка - вычеркнуть одну из имеющихся зон. Если имя зоны использовано в строках главной таблицы, то вычеркивание зоны из списка приводит к вычеркиванию этих строк из таблицы.

Состав зоны, выбранной в списке имен отображается в окне(поз. 4) и может быть отредактирован с помощью размещенного под ним окна текстового редактора. Тип частей границы, входящих в состав зоны (поверхности, линии или узлы) указан в надписи над окном, он зависит от типа зоны. Кнопки над окном позволяют вычеркнуть элемент зоны , очистить все окно , а также скопировать его содержимое в буфер или вставить из буфера .

Окнавнизу страницы (поз. 5) предназначены для управления завершением выбранной стадии и шагом решения. Кнопка «ПАРАМЕТРЫСТАДИИ» (поз. 6) вызывает диалоговую панель (рис. 35), в которой можно настроить ряд параметров моделируемых процессов.

Рис. 35. Параметры стадии

 

Сварочные источники

На этой странице, показанной на рис. 36, производится задание параметров сварочных источников и их траекторий.

Страница функционирует только при выборе моделируемого процесса «Теплопередача». Параметры сварочных источников отображается в таблице (поз. 2). Каждый источник занимает одну строку. В колонках таблицы представлены следующие параметры источника:

1) имя;

2) тип (сосредоточенный «*», распределенный «О» или мгновенный «М»);

3) мощность в ваттах;

4) скорость движения по траектории (в мм/сек);

5) и 6) имена функций распределения;

7) марка присадочного материала.

Рис. 35. Страница «Сварочные источники»

Смысл колонок 5-7 зависит от колонки 2. Для распределенного источника в колонке 5 - имя функции распределения мощности источника вдоль оси движения, а в колонке 6 - функции распределения в поперечных к оси направлениях, в колонке 7 – одна из имеющихся в списке марок материалов (возможен выбор варианта «Без присадки», означающего нагрев источником одного из основных материалов модели).

Для сосредоточенного источника в колонке 5 - имя функции коэффициента поглощения излучения, колонки 6 и 7 не используются.

Для мгновенного источника колонка 7 используется так же, как для распределенного, а из остальных используется только колонка 4, в которой указывается время в секундах разогрева валика шва.

Под таблицей имеется строка окон (поз. 3), предназначенная для редактирования содержания таблицы. В этих окнах отображаются данные из строки таблицы при щелчке на ней левой кнопкой мыши.

Под первой колонкой – окно для редактирования имени источника. Под третьей и четвертой - окна для редактирования мощности и скорости. Под остальными колонками - разворачивающиеся списки для выбора типа источника, функций распределения или поглощения и марки присадочного материала. При выборе строки таблицы в окнах под ней появляются списки имен имеющихся функций, подходящих для выбранного типа источника. После редактирования сварочный источник заносится в таблицу нажатием на кнопку слева от окон редактирования.

В нижней части страницы задаются состав зоны действия (поз. 4) и траектория продвижения источника (поз. 6). Имя зоны выбирается из списка. Добавление новой зоны происходит при нажатии на кнопку . В появляющемся диалоговом окне (рис. 37) можно выбрать тип состава зоны (материал, валик шва, внешние границы или границы валиков шва) и задать ее имя.

В окне (поз. 5 на рис. 36) отображается состав зоны. Тип ее элементов, указанный в надписи над окном (номер материала, который будет принимать тепло от сварочного источника или номера границ, на которые должен действовать источник) зависит от выбора, сделанного при создании зоны.

В таблице (поз. 6) отображаются координаты точек, задающих траекторию источника. Редактирование координат осуществляется в окнах ввода под таблицей (поз. 7). При нажатии на кнопку , расположенную перед строкой редактирования, происходит запись еще одной точки траектории в список.

Рис. 37. Задание зоны действия сварочного источника

Для автоматического задания стандартной траектории (например, в виде окружности) с помощью кнопки (поз. 8) вызывается диалоговая панель «Задание траектории источника» (рис. 38).

Рис. 38. Задание траектории движения источника

В программе предусмотрено задание трех типов траектории: 1) окружность, 2) прямая, 3) произвольная ломаная. Для этого необходимо заполнить необходимые поля ввода панели: для окружности координаты начальной точки и центра окружности, угол дуги окружности и шаг; для прямой – координаты начальной и конечной точек.

Для задания параметров распределенного источника по режиму сварки необходимо нажать кнопку (поз. 9 на рис. 33). Диалоговая панель (рис. 39) позволяет задать параметры, по которым нормально - круговой распределенный сварочный источник нагрева.

В левой верхней части панели (поз. 1) задаются параметры режима сварки:

1) способ сварки (выбор одного из трех: РДС, АФ, ДСЗГ);

2) сварочный ток, А;

3) напряжение на дуге, В;

4) скорость сварки, м/ч;

5) КПД процесса сварки.

Рис. 39. Задание параметров режима сварки

Ниже вводятся дополнительные параметры (поз. 2) – имена сварочного источника и функций распределения вдоль и поперек шва. Они служат для внесения созданных распределений и источника в таблицу режимов.

При нажатии кнопки «Рассчитать параметры» (поз. 4) рассчитываются ширина и длина сварочной ванны, а также мощность источника и его погонная энергия. Эта справочная информация появляется на панели (поз.3), одновременно на графике (поз. 5) отображается функция распределения сварочного источника.

Запись сформированного источника происходит при нажатии кнопки «Задать источник» (поз. 6). Записанные параметры отображаются на странице «Сварочные источники».



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-04-30 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: