Разбиение модели на конечные элементы

Для того чтобы наложить сетку на нашу модель выполняем следующие действия:

1. Нажмите кнопку «Сетка» на панели инструментов «COSMOSWorks – Основные функции» или «COSMOSWorks\Сетка\Создать…»;

2. Задаём глобальный размер 0.4мм.

3. Нажимаем кнопку «ОК».

Рисунок 11 – Модель, разбитая на конечные элементы

 

Результаты расчета

Решение модели с заданными граничными условиями

 

После задания всех необходимых величин, производится расчет конструкции. Для запуска анализа нужно на панели инструментов «COSMOSWorks – Основные функции» нажать на кнопку «Выполнить» или выбрать пункт меню «COSMOSWorks\Выполнить». Начнется анализ, и появится окно хода выполнения.

 

Графическое представление решения

 

На рисунке 12 графически представлена степень напряжения конструкции, в зависимости от различных тонов.

 

Рисунок 12 – Напряжение

 

Таблица № 1 – Узлы с минимальным и максимальным напряжением

Мин	Место	Макс	Место
3.47304e-005	(-3.54819 mm,	0.00915862	(-1.46231 mm,
Элемент: 5825	-16.9865 mm,	Элемент: 9148	-0.213655 mm,
	0.111401 mm)		0.097734 mm)

 

На рисунке 13 графически представлена степень смещения узлов конструкции в зависимости от различных тонов.

 

Рисунок 13 – Перемещение

 

Таблица № 2 – Узлы с максимальным и минимальным перемещением

Имя	Мин	Место	Макс	Место
Построение1	0 m	(2.3154 mm,	0.000241492 m	(-1.42 mm,
	Узел: 878	-4.84815 mm,	Узел: 25613	-13.6739 mm,
		-2.43674e-014 mm)		-1.28693e-015 mm)

 

На рисунке 14 графически представлена степень деформации конструкции.

 

Рисунок 14 – Деформация

Рисунок 22 – Максимальная нагрузка детали

 

Из рисунка видно что деталь выше напряжения 2.757е+007 N/m² начинает разрушаться.

 

Оптимизация расчета» размера элемента МКЭ под ресурсы вычислительной системы.

Задание параметров

 

Необходимо оптимизировать сетку (размер конечного элемента), чтобы точность расчетов и нагрузка системных ресурсов были оптимальными. Для этого проведем еще несколько подобных вычислений при значении сетки равном 2, 1, 0.4 мм. Вычисления с более мелким размером конечного элемента конфигурация компьютера провести не позволила.

 

Запуск процесса оптимизации

 

После задания всех необходимых величин, расчеты конструкции производятся аналогичным образом.

Результаты вычислений приведены в таблице 3.

 

Размер элемента (мм)	Количество элементов	Количество узлов	Время вычислений
2	791	1589	1сек
1	2783	5488	2 сек
0.4	13408	26626	5 сек

 

Рисунок 23 – Минимальный размер сетки (0.4 мм)

 

Заключение

 

В результате работы был проведен расчет напряженно- деформированного состояния твердотельной модели при помощи конечно-элементного пакета COSMOSWorks. Можно сделать вывод о том, что CAD/ CAE системы позволяют быстро и с высокой точностью выполнять практическое решение реальных промышленных задач механики.

Пакет COSMOSWorks является лидером среди множества пакетов, позволяющих решать всевозможные инженерные задачи. COSMOSWorks позволяет относительно быстро производить достаточно сложные расчеты, а также выводит полученные результаты в удобной для пользователя форме.

 

Литература

 

1. Макарова Е.И. Моделирование поверхностей: Учебное пособие/АлтГТУ.- Барнаул.:1994, - 51с.

2.  Помаев, А.Т. Инструменты и средства SolidWorks:Справочное пособие / А.Т. Помаев, И.П. Ливанов.— М.: Едиториал УРСС,2006. —316 с.