atapin
.pdf
|
Т а б л и ц а 12.2 |
|
Обозначения при задании свойств материала |
||
|
|
|
Название |
Пояснение |
|
в COSMOS/M |
||
|
||
|
|
|
EX, EY, EZ |
Модули упругости в соответствующих направле- |
|
|
ниях (для изотропного материала задается EX) |
|
|
|
|
NUXY, NUYZ, NUXZ |
Коэффициенты Пуассона (для изотропного мате- |
|
|
риала задается NUXY) |
|
|
|
|
GXY, GYZ, GXZ |
Модули сдвига в соответствующих плоскостях |
|
|
(для изотропного материала задавать не обяза- |
|
|
тельно) |
|
|
|
|
DENS |
Плотность материала |
|
|
|
|
Отметим, что материал также можно выбрать из встроенной библиотеки COSMOS/M (выбор осуществляется командой PropSets/Pick Material Lib, в которой также следует указать используемую систему единиц, при этом «SI» соответствует системе СИ).
Следует иметь в виду, что перед разбиением на КЭ должны быть активными номера соответствующих EG, RC и MP. По умолчанию активными являются номера атрибутов, которые заданы последними. Для изменения номеров активных атрибутов используется команда Control/Activate/Set Entity. Более удобно активные номера устанавливать в таблице, появляющейся после выполнения команды Control/Utility/Status Table 1 (имеется также клавиша Status1 на панели за-
дач COSMOS/M).
12.4. Примеры решения задач с помощью COSMOS/M
Приведем типичную последовательность команд, выполняемых при использовании пакета COSMOS/M.
1.Задание группы КЭ (команды PropSets/Element Group).
2.Задание характеристик материала (команды PropSets/Material Property или PropSets/Pick Material Lib).
252
3.Задание реальных констант (команды PropSets/Real Constant).
4.Создание геометрии модели (меню Geometry).
5.Моделирование конструкции конечными элементами (меню
Meshing).
6.Задание граничных условий и нагрузок (меню LoadsBC).
7.Задание опций (дополнительных свойств) решения (например, для статического анализа командой Analysis/Static/Static Analysis Option). Данный этап не является обязательным, если пользователя устраивают опции, установленные по умолчанию.
8.Запуск на счет (например, командой Analysis/Static/Run Static Analysis для статического анализа).
9.Просмотр графических результатов (меню Results).
Наиболее важными файлами COSMOS/M являются (ниже name – имя проблемы, задаваемой при запуске пакета):
name.ses – содержит в себе последовательность всех команд решения. После запуска COSMOS/M командой File/Load можно заново выполнить все команды;
name.out – включает в себя распечатку результатов. Объем выводимой информации регулируется командами меню Analysis/Output Options.
12.5.Варианты заданий для выполнения расчетно-графических работ
с помощью пакета COSMOS/M
1. Расчет ферменных конструкций
Исходные данные. Дана ферменная конструкция, т. е. конструкция, состоящая из стержней, соединенных шарнирно. Если такую конструкцию нагружать только в узлах, то все стержни этой конструкции будут работать только на растяжение или сжатие.
Сечение элементов конструкции – прямоугольник, размеры которого указаны на рисунке соответствующего варианта. Вертикальные и наклонные стержни изготовлены из стали, горизонтальные – из алю-
миния. Модуль упругости стали E = 2,1 105 МПа, разрушающие
253
напряжения – в = 550 МПа. Модуль |
упругости алюминия E = |
= 0,7 105 МПа, разрушающие напряжения – |
в = 80МПа. |
Требуется: |
|
1)определить систему координат;
2)задать геометрию конструкции;
3)провести расчет ферменной конструкции (тип КЭ – TRUSS2D). Здесь предполагается, что в узлах стержни соединены посредством шарниров. В конце данного подраздела указан порядок расчета ферменной конструкции.
Рекомендации по расчету ферменной конструкции
1.Все данные задавать в системе СИ.
2.Перед заданием геометрии рекомендуется выбрать соответст-
вующее направление взгляда на систему координат –
|
|
y |
|
|
|
||
плоскость xy |
|
x |
. |
|
|
||
3.Задание геометрии (PT, CR).
4.Задание атрибутов конечных элементов (КЭ) включает в себя:
задание типа КЭ:Propsets Element Group TRUSS2D;
задание материала: Propsets Material Property (EX - модуль уп-
ругости);
задание площади сечения: Propsets Real Constant.
Для проверки в меню Propsets можно использовать команды List EG, MP, RC, для удаления – команды Del EG, MP, RC.
5. Разбиение на конечные элементы.
Перед каждым разбиением активизировать соответствующий номер материала (Control/Activate/Set Entity). Выбрать «MP» и соот-
ветствующий номер материала. После этого разбивать только те кривые, которые относятся к данному материалу. При выполнении задания использовать лишь один из двух способов, указанных ниже (рекомендуется первый).
1-й способ разбиения – параметрический с указанием числа КЭ вдоль каждой кривой. При использовании ферменного КЭ TRUSS2D задается только один КЭ на каждой кривой. В противном случае полученная конструкция превратится в подвиж-
254
ный механизм. Параметрическое разбиение осуществляется командой Meshing ParametricMesh Curves. В опции “число уз-
лов (Number of nodes per element)” установить 2, в опции “число элементов на каждой кривой (Number of elements on each curve)”
установить 1.
2-й способ – автоматическое разбиение, с указанием среднего (average) размера КЭ. Так как при использовании ферменного КЭ TRUSS2D задается только один КЭ на каждой кривой, то в качестве среднего размера следует задать наибольшую длину кривой созданной конструкции. В этом случае каждой кривой будет соответствовать только один КЭ. Автоматическое разбие-
ние осуществляется командой Meshing |
AutoMesh |
Curves. В |
||||||||||
опции “число узлов (number nodes)” установить 2. |
|
|||||||||||
6. Слияние узлов в граничных точках |
кривых |
Meshing |
||||||||||
Nodes |
Merge. Ликвидация пустот в нумерации осуществляется |
|||||||||||
командой Meshing Nodes |
Compress. |
Меню Meshing Nodes, |
||||||||||
Meshing |
Element содержат также команды редактирования и |
|||||||||||
просмотра: List, Delete, Plot |
и др. |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. Задание граничных условий, сил. |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
Displacement |
|
|
PT |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
LoadBC |
|
|
Structural |
|
|
Force |
|
|
|
PT |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
Pressure |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CR |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
В этом же разделе содержатся команды редактирования, удаления и
просмотра. |
|
|
|
8. |
Запуск на счет. |
|
|
|
Предварительно рекомендуется проверить задание исходных |
||
|
данных и разбиение конструкции (команды Analysis |
Data |
|
|
Check, Analysis |
Run Check (указать тип Static). |
|
|
Далее рекомендуется установить опцию вычисления напряже- |
||
|
ний Analysis Static Stres Analysis Option (в строке “Stress print |
||
|
flag” установить значение 0 - печатать). |
|
|
|
Запуск на счет Analysis Static Run_Static_Analysis. |
|
|
9. |
Для просмотра |
результатов счета используется меню |
Result. |
В частности, деформированное состояние в увеличенном мас-
255
20 мм
Параметрическое разбиение на КЭ стальных стержней
M_CR,2,3,1,2,1,1
Задание параметров материала (модуля упругости) горизонтального алюминиевого стержня
MPROP,1,EX,7E10
Параметрическое разбиение на КЭ алюминиевого стержня
M_CR,1,1,1,2,1,1
Слияние узлов
NMERGE,1,6,1,0.0001,0,1,0
Удаление пустот в нумерации узлов, которая может возникнуть после слияния
NCOMPRESS,1,3
Закрепление узлов
DPT,1,UX,0,1,1,UY,
DPT,3,UX,0,3,1,
Задание сосредоточенной силы
FPT,2,FY,-1E4,2,1
Запуск на счет
R_STATIC
Варианты исходных данных для расчета ферменных конструкций
18 мм
20 мм
1
1.2 м
104 Н |
103 |
Н |
1 м |
1 м |
|
257
104Н |
|
|
0.7 м |
|
15 мм |
|
|
|
1.4 м |
9 |
20 мм |
|
|
|
|
104 Н |
104 Н |
1.4 м |
1.4 м |
1.4 м |
|
|
15 мм |
|
|
|
20 мм |
|
|
|
1.5 м |
|
1.5 м |
|
|
|
|
|
104 Н |
||
|
10 |
|
|
|
|
1 м |
|
|
|
|
|
0.85 м |
104 Н |
1.3 м |
4 10 |
3 |
Н |
|
|
||||
|
|
|
|
||
104 Н
11
104 Н |
10 мм |
12 мм
1.4 м
260
2 10