1. Лекция №17 Моделирование конструкций
трехмерными объемными элементами. Основные
методы генерации трехмерных
Структура лекции:
• Объемные элементы
• Список исходных данных элемента
• Описание расчетных данных элемента
SOLID45
• Краткое описание остальных элементов
семейства
• Рекомендации по применению объемных
элементов
• Вытягивание объема
• Контрольные вопросы

2. Объемные элементы


Элемент SOLID45 представляет собой объемный
шестигранник с восемью узлами, расположенными на
углах. Элемент SOLID45 используется для
моделирования трехмерных (3D) конструкций.
Элемент определяется восьмью узлами, имеющими
три степени свободы в каждом узле: перемещения в
направлении осей X, Y и Z узловые системы
координат.
Элемент имеет свойства пластичности, ползучести,
радиационного набухания, изменения жесткости при
приложении нагрузок, больших перемещений и
больших деформаций. Для контроля скручивания
элемента имеется опция интегрирования
пониженного порядка. Аналогичным элементом с
анизотропными свойствами является элемент
SOLID64. Версией элемента SOLID45 второго
порядка является элемент SOLID95..

3. Геометрия элемента
SOLID45

4. Список исходных данных
элемента










Узлы-I, J, К, L, M, N, О, Р.
Степени свободы - UX, UY, UZ.
Геометрические характеристики:
Свойства материала - EX, EY, EZ, PRXY, PRYZ, PRXZ (или
NUXY, NUYZ, NUXZ), ALPX, ALPY, ALPZ (или СТЕХ, CTEY,
CTEZ или THSX, THSY, THSZ), DENS, GXY, GYZ, GXZ,
DAMP.
Нагрузки, прикладываемые к поверхности элемента:
давление - на грани 1 (J-I-L-K), грани 2 (I-J-N-M), грани 3 (JK-0-N),
грани 4 (K-L-P-0), грани 5 (L-I-M-P), грани 6 (M-N-0-P).
Объемные нагрузки:
- температуры - T(I), T(J), T(K), T(L), T(M), T(N), Т(О), Т(Р);
- поток частиц - FL(I), FLO), FL(K)/FL(L), FL(M), FL(N), FL(O),
FL(P)

5. Специальные возможности:









пластичность;
ползучесть;
радиационное набухание;
увеличение жесткости при наличии нагрузок;
большие перемещения;
большие деформации;
рождение и смерть;
адаптивный спуск;
импорт начальных напряжений.

6. Описание расчетных данных
элемента SOLID45








EL Номер элемента
NODES Номера узлов элемента I, J, К, L, M, N, О,
Р
МАТ
Номер материала, используемого для
элемента
VOLU
Объем элемента
XC.YC, ZC
Координаты точки, в которой
вычисляются результаты
PRES
Давление Р1 в узлах J, I, L, К;(остальные
по аналогии)
TEMP
Температуры - T(l), T(J). T(K). T(L), T(M),
T{N), T(O), Т(Р)
FLUEN Поток частиц - FL(I), FL(J), FL(K), FL(L).
FL{M), FL(N), FL(O)

7. Описание расчетных данных
элемента SOLID45
S:X,YZ, XY.YZ, XZ
Напряжения
S: 1,2,3 Главные напряжения
S: INT Интенсивность напряжений
(эквивалентное напряжение по Треска и Сен-Венану)
S: EQV Эквивалентное напряжение {по фон Мизесу)
EPELX, Y Z, XY, YZ, XZ
Упругие деформации
EPEL: 1, 2, 3 Главные упругие деформации
EPEL: EQV
Эквивалентная упругая деформация
ЕРТН:Х, X Z, ХХ YZ, XZ
Средние температурные
деформации
EPTH: EQV
Эквивалентная температурная деформация
ERPLX, Y, Z, XY, YZ, XZ
Средние пластические
деформации
EPPL: EQV
Эквивалентная пластическая деформация
EPCR:X, Y Z, XX YZ, XZ
Средние деформации ползучести

8. Краткое описание остальных
элементов семейства


•
Brick 8node 185 - элемент SOLID185
аналогичен элементу SOLID45, но
позволяет использовать
гиперэластичные материалы.
•
Brick 20node 95 - элемент SOLID95
представляет собой объемный
шестигранник, подобный SOLID45, но
имеющий не 8, а 20 узлов. К узлам,
находящимся в вершинах, добавлены
промежуточные узлы на серединах
сторон. Данный тип элементов лучше,
чем SOLID45, приспособлен для
использования в нерегулярных сетках.

9. Обычная и вырожденные
формы элемента SOLID95

10. Вытягивание объема








Вытягивание объема:
Команда: [VSWEEP.VNUM.SRCA TRGA.LSMO]
Интерфейс: Main Menu → Preprocessor → Meshing →
Mesh → Volume Sweep → Sweep
Если Вы используете команду VSWEEP, чтобы вытянуть
объем, определите значения для следующих аргументов:
Используйте аргумент VNUM для выбора объема, который
вы хотите вытянуть.
Используйте аргумент SRCA для выбора исходной
поверхности.
Используйте аргумент TRGA для выбора целевой
поверхности.
Использование аргумента LSMO не обязательно, он нужен
чтобы определить, должен ли ANSYS выполнять
сглаживание линии в течение вытягивания.

11. Контрольные вопросы






Назовите основные объемные конечные
элементы.
Назовите исходные данные элемента
SOLID45.
Назовите расчетные данные элемента
SOLID45.
Какие есть рекомендации по применению
объемных элементов?
Что такое вытягивание объема?
В каких случаях используют вытягивание
объема