Лабораторная работа no9 посвящена расчету напряжений в неравномерно нагретом вращающемся диске с использованием системы ansys, акцентируя внимание на элементе shell63 и его характеристиках. Документ описывает различные системы координат, используемые в ansys, включая глобальные и локальные, а также порядок выполнения лабораторной работы и содержание отчета. В заключение представлены контрольные вопросы для закрепления материала.

1. Лабораторная работа №9
Расчет напряжений в неравномерно
нагретом вращающемся диске
Цель работы: Научиться рассчитывать
напряжения в неравномерно нагретом
вращающемся диске в системе ANSYS.

2. Лабораторная работа №9
Описание элемента SHELL63
►
Элемент SHELL63 имеет возможности учета
мембранного растяжения - сжатия и изгиба. Элемент
имеет шесть степеней свободы в каждом узле:
перемещения в направлении осей X, Y и Z узловой
системы координат и повороты вокруг осей X, Y и Z
узловой системы координат. Элемент имеет
возможность работы с изменением жесткости при
приложении нагрузок и большими перемещениями.
Имеется возможность при больших перемещениях и
малых поворотах применять согласованную
касательную матрицу жесткости. Аналогичными
элементами являются SHELL43 и SHELL181 (с
возможностями пластического деформирования) и
SHELL93, имеющий промежуточные узлы на гранях.
Команда ETCHG преобразует элементы SHELL57 и
SHELL157 в элементы SHELL63.

3. Лабораторная работа №9
Типы систем координат
►
►
►
►
►
►
Программа ANSYS имеет несколько типов систем
координат, используемых для разных целей:
– глобальные и локальные системы координат,
использующиеся для указания места расположения
объектов (узлов, точек и т. п.) в пространстве;
– дисплейные системы координат, использующиеся для
просмотра объектов;
– узловые системы координат, использующиеся для
определения направлений степеней свободы в узлах и
направления узловых расчетных результатов;
– элементные системы координат, использующиеся для
определения направления свойств материалов и
направления элементных расчетных результатов;
– системы координат результатов, использующиеся для
преобразования узловых и элементных результатов к
виду, требующемуся для просмотра в текстовом и
графическом вариантах, а также для иных операций в
препроцессоре POST1.

4. Лабораторная работа №9
Глобальные системы координат
►
Глобальные системы координат могут
рассматриваться в качестве рекомендуемых систем
координат. Программа ANSYS имеет три
предварительно установленных системы координат –
декартову, цилиндрическую и сферическую. Все три
системы являются правыми и, по определению, имеют
общую точку начала. Системы координат различаются
номерами – 0 для декартовой, 1 для цилиндрической и
2 для сферической системы координат.

5. Лабораторная работа №9
Локальные системы координат
►
►
Во многих случаях может оказаться
необходимым создание
пользовательских систем координат,
которые отличаются глобальных систем
координат точкой начала или
направлением осей. На рисунке ниже
показан пример эйлеровых углов
поворота для систем координат,
определенных по координатам точек,
узлам или указанием поворотов осей
координат рабочей плоскости.
Подобные системы координат,
именуемые локальными, создаются
перечисленными ниже командами.
Команда создания локальной системы
координат на основе глобальной
декартовой системы координат LOCAL

6. Лабораторная работа №9
Активная система координат
►
►
Пользователь может определить неограниченное
число систем координат, но действующей будет
только одна из них. Выбор активной системы
координат проводится описанным ниже образом.
Первоначально, по умолчанию, активной
является глобальная декартова система
координат. Каждый раз при определении
локальной системы активной становится
последняя созданная система. Для активизации
одной из глобальных или локальных систем
координат используется описанная ниже
команда.
Команда активизации системы координат CSYS.

7. Лабораторная работа №9
Порядок выполнения работы
► Порядок выполнения работы подробно
расписан в соответствующем разделе файла,
содержащем лабораторную работу.
► Необходимо четко следовать приведенным
инструкциям для успешного выполнения
работы.
► В первых работах приведены подробные
описания выполняемых действий. В
последствие авторы воздержатся от подробных
описаний аналогичных действий, принимая во
внимание, что студенты с ними уже знакомы.

8. Лабораторная работа №9
Начало работы
► Перед началом работы необходимо создать
общую директорию на жестком диске Вашего
компьютера, например «ANSYS_WORKS». В
ней будут содержаться все лабораторные
работы, выполненные в течении семестра.
► Перед выполнением каждой лабораторной
работы необходимо в директории
«ANSYS_WORKS» создавать рабочую папку, в
которой будет содержаться непосредственно
выполняемая работа. В названии этой папки
должен отражаться номер выполняемой
работы, например «Lab_rab_9».

9. Лабораторная работа №9
Содержание отчета
► Отчет о проведенной лабораторной
работе должен содержать:
► краткие теоретические сведения
► краткое описание основных шагов
решения поставленной задачи
► анализ полученных результатов

10. Лабораторная работа №9
Контрольные вопросы
►
►
►
►
►
►
Назовите основные характеристики конечного
элемента SHELL63.
Какие системы координат имеются в системе
ANSYS?
Какими операторами можно вывести
информацию в виде графика?
Какими операторами можно вывести
информацию в виде таблицы?
Какими операторами можно вывести
информацию в виде анимации?
Как можно задать свойства материала,
зависящие от температуры?