1.7 Основные типы файлов программы ansys
Для хранения информации о модели конструкции и результатах расчета используются следующие виды файлов:
*.db – файл базы данных, в котором сохраняется информация о геометрии модели, граничных условиях, решении (бинарный файл в кодировке ANSYS);
*.dbb – предыдущая версия файла базы данных;
*.lgw – файл базы данных в виде набора команд;
*.log – файл протокола, хранящий историю сеанса работы с программой в виде набора команд, отражающих все этапы работы (препроцессор, решатель, постпроцессор);
*.inp или *.dat – файл ввода программы при пакетном режиме работы (как и файл протокола, содержит команды ANSYS);
*.err – файл ошибок, содержит все ошибки и предупреждения, выданные программой в течение сеанса работы;
*.emat – файл матрицы элементов;
*.nod – файл с узлами сетки;
*.elm – файл с конечными элементами;
*.rst – файл результатов прочностного анализа (бинарный файл);
*.rth – файл результатов теплового анализа (бинарный файл).
1.8 Перечень часто встречающихся английских терминов
Apply – применить;
Area – область, поверхность;
Beam – балка;
Circle – круг, окружность;
CS (Coordinate system) – система координат;
Direction – направление;
Displacement – перемещение;
DOF (Degree of freedom) – степень свободы;
Force – сила;
Keypoint – точка;
Load – нагрузка;
List – список, перечислить;
Mesh – сетка, создать сетку;
Move – переместить;
Node – узел;
Plot – нарисовать;
Pressure – давление;
Real constants – характеристики;
Rectangle – прямоугольник;
Section – сечение;
Select – выбрать;
Shear – сдвиг;
Shell – оболочка;
Solve – решать;
Solution – решение;
Strain – деформация;
Stress – напряжение;
Structural – прочностной (расчет, нагрузка и т.п.);
Table – таблица;
Thermal – тепловой (расчет, нагрузка и т.п.);
Translation – перемещение;
Triangle – треугольник;
Value – значение, величина;
Volume – объем.
2. Статический расчет стержневой системы
В
качестве примера рассмотрим статический
анализ плоской стержневой системы,
показанной на рис.7. Она состоит из трех
балок – двух вертикальных и одной
горизонтальной. Сечение всех балок –
двутавр N
12.
Из-за простоты конструкции не будем создавать ее геометрическую модель, состоящую из точек и линий, а сразу рассмотрим построение расчетной (конечно-элементной) модели, состоящей из узлов и конечных элементов. Подобный подход может быть применен только при расчете стержневых систем, а во всех остальных случаях (для пластин, оболочек, объемных тел) без предварительного построения геометрической модели не обойтись.
2.1 Определение типа применяемых конечных элементов
Сначала следует определить тип используемых конечных элементов. В программе ANSYS имеется около 120 типов элементов, различающихся как по геометрии объектов (стержни, оболочки, объемные тела), так и по свойствам материала (упругие, пластические, вязкоупругие) и по моделируемым физическим процессам (прочностные расчеты, теплопередача, гидромеханика, электромагнетизм).
О
пределение
типа конечных элементов производится
командами экранного меню Preprocessor
Element Type
Add/Edit/Delete... На
экране появляется панель Element
Types (типы
элементов), показанная на рис.8. Следует
учитывать, что при первом появлении
этой панели ни один из типов элементов
еще не задан. Поэтому в списке типов
элементов имеется надпись NONE
DEFINED (не
определены).
В нижней части панели имеются пять кнопок:
кнопка Add... вызывает выбор нового типа элемента;
кнопка Options... позволяет изменить настройки для типа конечного элемента;
кнопка Delete позволяет удалить выбранный тип конечного элемента;
кнопка Close приводит к закрытию панели;
кнопка Help вызывает справку.
В данном случае следует нажать кнопку Add. После этого на экране появляется следующая панель Library of Element Types (библиотека типов элементов), которая позволяет выбрать тип конечного элемента непосредственно из общего списка доступных (рис.9).
В левом списке этой панели показаны группы типов элементов:
Mass – точечные элементы, моделирующие сосредоточенные грузы;
Link – стержневые элементы, работающие только на растяжение и сжатие (тросы, канаты);
Beam – балочные элементы, которые в отличие от стержневых работают также на изгиб и кручение;
Pipe – элементы трубопроводов (линейные, криволинейные, соединения труб);
Solid – объемные и плоские элементы (плоские элементы для моделирования двумерных задач);
Shell – элементы пластин и оболочек.
В правом списке перечислены все типы элементов, относящихся к текущей группе. Например, для группы балочных элементов (Beam) это будут двумерные (2D) или трехмерные (3D) элементы, применяемые в упругих (elastic) или в пластических (plastic) расчетах, элементы с переменным по их длине сечением (tapered).
В данном случае нужно сделать следующее:
в левом списке выбрать Beam (балка);
в правом списке выбрать элемент 2D elastic 3 - двумерную упругую балку;
нажать кнопку OK, при этом данный тип элемента будет выбран и панель закроется.
Нажатие кнопки Apply также приведет к выбору данного типа элемента, но панель не закроется, создавая возможность выбора следующего типа КЭ. В данном случае этого делать не нужно.
В остающейся на экране панели Element Types в списке Defined Element Types появляется строка Type 1 BEAM 3, как показано на рис.10. Это означает, что в качестве первого применяемого типа КЭ выбран BEAM 3. После этого из панели Element Types можно выйти, нажав кнопку Close.