1. Лабораторная работа №3
Построение плоской сетки
конечных элементов в
препроцессоре ANSYS
Цель работы: Научиться строить сетки
конечных элементов, используя одномерные
и двумерные конечные элементы в
препроцессоре ANSYS; научиться строить
упорядоченные и неупорядоченные сетки
конечных элементов; научиться очищать
геометрическую модель от сетки.
2. Лабораторная работа №3
Краткое описание конечных
элементов из библиотеки ANSYS
►
Библиотека элементов ANSYS содержит более 200
различных типов элементов. Основные типы элементов
показаны на рисунке, приведенном ниже.
3. Лабораторная работа №3
Атрибуты элементов
►Перед генерацией сетки необходимо
задать атрибуты элементов, которые
включают:
►тип элемента
►набор специальных констант
►свойства материала
►систему координат элемента
4. Лабораторная работа №3
Элементы типа LINK
►
►
Элементы данной категории используются в
инженерных задачах для моделирования пружин и
связей. Эти типы элементов работают только на
сжатие и растяжение. Изгиб для них не учитывается.
Все эти элементы имеют два узла на концах. Элемент
LINK8 используется при решении трехмерных задач,
его свойства задаются с помощью поперечного
сечения и свойств материала. Система координат
элемента изначально направлена по оси стержня.
Схематически элемент представлен на следующем
рисунке:
5. Лабораторная работа №3
Элементы типа BEAM
►
►
►
Элементы данной категории обычно используются для
моделирования стержней и балок. Они работают не только на
растяжение-сжатие, но и на изгиб. Данные элементы имеют либо
два узла на концах элемента, либо три узла - два на концах и один
в центре.
3D elastic 4 - элемент ВЕАМ4, предназначенный для решения
трехмерных задач; его свойства задаются с помощью
характеристик поперечного сечения и свойств материала.
Данный тип элементов используется в задачах с линейными
материалами. В качестве атрибутов элемента задаются площадь
поперечного сечения, моменты инерции относительно двух осей,
номинальные размеры в предположении, что сечение
прямоугольное, углы поворота сечений.
3D finite strain 2 node 188 - элемент ВЕАМ188 может применяться
для расчетов стержневых конструкций с большими
деформациями, он также допускает использование как линейных,
так и нелинейных материалов. Основным отличием от элемента
ВЕАМ4 является то, что здесь мы в качестве атрибутов элемента
определяем геометрические характеристики сечения.
6. Лабораторная работа №3
Элементы типа SHELL
►
►
►
Элементы этого типа используются для моделирования
тонкостенных оболочечных конструкций.
Shell Elastic 4node 63 - элементы типа SHELL63 имеют форму
четырехугольной тонкой пластины с четырьмя узлами по углам.
Данный тип элементов позволяет использовать только линейные
материалы. Элементы этого типа могут принимать вырожденную
треугольную форму, если два соседних узла совпадают. В
качестве атрибутов элемента задаем толщину элемента в каждом
узле.
Схематическое представление элемента приведено на
следующем рисунке:
7. Лабораторная работа №3
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 №3
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_3».
9. Лабораторная работа №3
Содержание отчета
► Отчет о проведенной лабораторной работе
должен содержать:
► краткие теоретические сведения
► краткое описание основных шагов
построения плоских и поверхностных
конечно-элементных сеток
(упорядоченных и неупорядоченных)
► описание основных шагов операции
очищения модели от конечных
элементов
10. Лабораторная работа №3
Контрольные вопросы
►
►
►
►
►
Какие типы одномерных конечных элементов
вам известны?
Какие типы двумерных конечных элементов
вам известны?
Какие атрибуты необходимо задать перед
генерацией сетки?
Какие глобальные системы координат могут
использоваться для работы в системе
ANSYS?
Какой минимальный набор параметров,
характеризующих свойства материала,
необходимо задать перед генерацией
конечно-элементной сетки для упругого
прочностного расчета?
