Создание поперечного сечения

Рассмотрим построение тонкостенного поперечного сечения, ограниченного прямыми линиями. Для этого необходимо создать модель сечения, присвоить ей элемент PLANE 42, создать конечно-элементную сетку и сохранить.

Рассмотрим на конкретном примере создание сечения и построение балочной конечно-элементной модели.

1. Создание сечения.

1.1. Задаем ключевые точки:

Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Keypoints > In Active CS

В поле NPT Keypoint number вводим номер точки, в полях X, Y, Z Location in active CS — ее координаты:

N X Y Z

1 0 0 0

2 0.1 0 0

3 0.1 0.05 0

4 0.1- 0.01 0.05 0

5 0.1- 0.01 0.01 0

6 0.01 0.01 0

7 0.01 0.2 - 0.01 0

8 0.1- 0.01 0.2 - 0.01 0

9 0.1- 0.01 0.2 - 0.05 0

10 0.1 0.2 - 0.05 0

11 0.1 0.2 0

12 0 0.2 0

1.2. Соединяем точки линиями:

Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines > Straight Line

Попарно выделяем точки: 1 - 2; 2 - 3; 3 - 4; 4 - 5; 5 - 6; 6 - 7; 7 - 8; 8 - 9; 9 - 10; 10 - 11; 11 - 12; 12 - 1. ОК.

1.3. Построение плоскости, ограниченной линиями:

Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>By Lines

Курсором мыши выделяем все линии. ОК.

Пронумеруем линии:

Utility Menu > PlotCtrls > Numbering

В строке LINE Line numbers ставим переключатель из Оff в Оn, ОК.

Прорисуем плоскости (рис.1.72):

Utility Menu > Plot > Areas

Рис.1.72

1.4. Задаем элемент PLANE 42:

Main Menu > Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete > Add…

В окне Library of Element Types выбираем Solid Quad 4 node 42, ОК, Close.

1.5. Создание конечно-элементной сетки.

Main Menu > Preprocessor > Meshing > Mesh Tool

В появившемся окне Mesh Tool нажимаем кнопку Set рядом с Lines. Курсором выделяем линии 1 и 11, ОК. В поле NDIV No of element divisions вводим количество разбиений на линиях – 10, Apply. Аналогичным образом задаем количество разбиений на остальных линиях:

L2 и L10 — 5

L5 и L7 — 8

L8 и L4 — 4

L3 и L9 — 1

L12 — 20

L6 — 18

Main Menu > Preprocessor > Meshing > Mesh Tool

В выпадающем меню Mesh выбрать Areas, в опциях Shape выбираем Quad и Free, нажимаем Mesh. В появившемся окне Mesh Areas нажимаем Pick All (рис.1.73).

Рис.1.73

1.6. Сохранение сечения:

Main Menu > Preprocessor > Sections > Beam > Custom Section > Write From Areas

Курсором выделяем сечение, ОК. В появившемся окне Write Section Library File (рис.1.74) нажимаем кнопку Browse… В окне FILE Section libraryfile необходимо выбрать директорию (имя директории должно быть на английском языке), указать имя файла и нажать кнопку Сохранить. Назовем файл именем Sections, затем в окне Write Section Library File нажимаем ОК.

Рис.1.74

2. Построение балочной конечно-элементной сетки.

2.1. Очищаем базу данных программы, начинаем работу с новой моделью:

Utility Menu > Clear & Start New…

В появившемся окне нажимаем ОК. В окне Verity – Yes.

Построим балку длиной 2м с ранее созданным сечением.

2.2. Задаем ключевые точки:

Main Menu>Preprocessor>Modeling > Create > Keypoints > In Active CS

В поле NPT Keypoint number вводим номер точки, в полях X, Y, Z Location in active CS — ее координаты: точка 1 (0; 0; 0); точка 2 (2; 0; 0); точка 3 (1; 0.2; 0). Точка 3 является точкой ориентации сечения.

2.3. Соединяем точки 1 и 2 линией:

Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Lines>Straight Line

2.4. Задаем тип элемента:

Main Menu > Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete > Add…

В окне Library of Element Types выбираем Beam 3 node 189, ОК, Close (для расчетной модели необходимо задать опции элемента, реальные константы и свойства материала).

2.5. Считываем сохраненный файл с сечением.

Main Menu > Preprocessor > Sections > Beam > Custom Section > Read Sect Mesh

Нажимаем Browse…, выбираем файл Sections. SECT, нажимаем Открыть. В окне User Defined Mesh вводим номер сечения – 1 и имя — SECT. ОК (рис.1.75).

Рис.1.75

2.6. Присваиваем атрибуты линии.

Main Menu > Preprocessor > Meshing > Mesh Attributes > Picked Lines

Выделяем линию, ОК. В окне Line Attributes выбираем:

TYPE Element type number – 1 BEAM 189

SECT Element section -1 SECT

В строке Pick Orientation Keypoint(s) ставим флажок Yes, ОК. Курсором мыши выделяем точку 3 – точку ориентации сечения, ОК.

2.7. Строим конечно-элементную сетку.

Main Menu > Preprocessor > Meshing > Mesh Tool

В окне Mesh Tool нажимаем Set рядом с Lines. Выделяем линию, ОК. В поле NDIV No of element division вводим количество разбиений – 20, ОК.

Main Menu > Preprocessor > Meshing > Mesh Tool

В окне Mesh Tool нажимаем Mesh. В Mesh Lines — Pick All.

Прорисуем конечно-элементную сетку с учетом поперечного сечения:

Utility Menu > PlotCtrls > Style > Size and Shape…

В окне Size and Shape в строке [/ESHAPE] Display of element ставим переключатель в положение On, ОК. Для просмотра изометрической проекции нажимаем кнопку ,расположенную справа от графического окна. Полученное изображение представлено на рис.1.76.

Рис.1.76

В заключение этого параграфа рассмотрим еще два вопроса, которые достаточно часто возникают в конструкциях после разбиения конечно-элементной сетки.