Определение опций элемента .

У каждого типа элементов обычно необходимо задать опции. Эти опции позволяют управлять различными параметрами элемента.

 

Например, у элемента SOLID95 опции следующие: выбор локальной системы координат, связанной с элементом;

 

выбор точек, в которых происходит вычисление данных (например, напряжений) внутри элемента: например, в квадратичных точках; выбор точек, в которых происходит вычисление данных (например, напряжений) на поверхности элемента: например, в квадратичных точках;

 

правило численного интегрирования для построения, например 2*2*2.

 

Более подробно о том, какие опции допускает соответствующий тип элемента, необходимо смотреть в разделе помощи по каждому элементу ANSYS ElementsReference.

 

Main Menu > Preprocessor > Element Type > KEYOPT, ITYPE, KNUM, VALUE Add/Edit/Delete > Options

 

Определение констант элемента.

 

Для некоторых элементов необходимо задавать константы элемента. В основном, константы задаются для элементов, которые используются для моделирования трехмерных моделей сплошной среды моделями низшей размерности, например, в случае ферменных, балочных и оболочечных элементов. Константы элемента зависят от типа элемента. Так, например, константы для элемента BEAM3, 2-D балочного элемента – это площадь сечения (AREA), момент инерции (IZZ), высота сечения (HEIGHT), константа сдвига (SHEARZ), начальная деформация (ISTRN), и добавленная масса (ADDMAS). Для оболочечных элементов это толщина TK(I) и др.

Не все элементы требуют определения констант. Более подробно о том, какие константы соответствуют типу элемента, необходимо смотреть в разделе помощи по каждому элементу ANSYS Elements Reference.

 

Main Menu > Preprocessor > Real Constants R, NSET, R1, R2, R3, R4, R5, R6 > Add/Edit/Delete

 

Определение свойств материала.

 

В зависимости от задачи в ANSYS могут быть заданы следующие свойства материала:

• Линейные или нелинейные.

 

• Изотропные, ортотропные и анизотропные.

 

• Зависящие от температуры или независящие.

 

Main Menu > Preprocessor > Material Props MP, Lab, MAT, C0, C1, C2, C3, C4

 

Создание конечно - элементной модели.

 

Есть два метода создания конечно-элементной модели – это твердотельное моделирование и прямое моделирование. Твердотельное моделирование – это вначале создание геометрической модели объекта, т.е. описание его геометрической формы, а затем построение сетки конечных элементов на ней. Прямое моделирование – это непосредственное геометрическое задание узлов элемента. Этапы геометрического моделирования и построения сетки рассмотрим ниже на примерах.

 

Приложение нагрузок.

 

Под нагрузками в ANSYS подразумевается задание всех видов краевых условий. Например, в случае решения задачи по механике деформируемого твердого тела – это задание поля перемещений на некоторой поверхности (условия закрепления) и поля сил (локальных, поверхностных, объемных). Все нагрузки можно разделить на следующие категории:

 

DOF Constraints – ограничения на степени свободы. Forces – узловые силы.

 

Surface Loads – поверхностные силы. Body Loads – объемные силы.

 

Inertia Loads – инерционные нагрузки.

 

Coupled-field Loads – нагрузки в анализе смешанных полей (термоупругий анализ, аэроупругий анализ и др.).

 

На этом заканчивается моделирование и, соответственно, работа в препроцессоре PREP7, и можно переходить к этапу решения.

 

Замечание.

 

Данный этап может быть выполнен также и в процессоре решения SOLUTION.

 

2.2. Решение задачи.

 

На этом этапе необходимо использовать процессор решения SOLUTION для того, чтобы определить тип анализа и опции анализа, приложить нагрузки, задать начальные условия и решить задачу.

 

Определение типа анализа.

В ANSYS реализованы следующие типы анализа:

 

STATIC – стационарный анализ. Используется для решения всех типов задач (механики деформируемого твердого тела, механики жидкости и газа, термического анализа и т.д.).

 

BUCKLE – анализ задачи устойчивости в линейной постановке. Подразумевает, что предварительно был проведен стационарный анализ с вычислением предварительно напряженного состояния [PSTRES,ON]. Используется только для задач механики твердого деформируемого тела.

 

MODAL – модальный анализ – анализ конструкции на собственные частоты и формы. Используется только для задач механики твердого деформируемого тела.

HARMIC – гармонический анализ. Используется для задач механики твердого деформируемого тела, механики жидкости и газа и электромагнитного анализа.

TRANS – нестационарный анализ. Используется для решения всех типов задач. SUBSTR – анализ с применением метода подконструкций. Используется для

решения всех типов задач.

 

SPECTR – спектральный анализ. Подразумевает, что предварительно проведен модальный анализ. Используется только для задач механики твердого деформируемого тела.

Main Menu > Preprocessor > Loads >	ANTYPE, Antype, Status
-Analysis Type- New Analysis

 

Спецификация решения.

 

На этом этапе в зависимости от типа выбранного решения, а также в зависимости от типа задачи определяются следующие параметры:

 

- выбор метода решения получаемых систем уравнений,

- задание параметров решения (шаг нагрузки, количество шагов, шаг интегрирования, количество определяемых собственных форм и др.),

 

- задание точности решения,

 

- задание параметров записи результатов в файл и др.

 

Для корректного задания спецификации решения необходимо знать свойства

 

решений анализируемых задач.

 

Решение задачи.

 

Для того чтобы начать решение задачи, необходимо выполнить:

 

Main Menu > Solution > -Solve- Current LS	SOLVE

или, если дополнительные результаты должны считываться из файла нагрузки, то:

 

Main Menu > Solution > -Solve- From LS Files LSSOLVE

 

При выполнении этой команды ANSYS берет модель и информацию по нагрузкам из файла базы данных и вычисляет результат. При этом результат записывается в файл результатов (Jobname.RST, Jobname.RTH, Jobname.RMG, Jobname.RFL), а также и в файл базы данных.

 

Файлы данных ANSYS.

 

Файл базы данных – это основной файл, образующийся при работе программы. Он имеет расширение.db. В файле базы данных программа сохраняет все вводимые данные, результаты решения и постпроцессорной обработки. Главное достоинство этого файла – это возможность быстро модифицировать модель. При работе в любом процессоре – результаты сохраняются в одном файле. Сохранить данные в файле можно с помощью Utility Menu > File > Save as Jobname.DB или команды SAVE.

 

Можно также пользоваться кнопкой SAVE_DB в панели инструментов, что весьма рекомендуется перед выполнением сложных операций (булевы операции, построение сетки). Восстановить данные из файла базы данных можно с помощью Utility Menu > File > Resume Jobname.DB, и далее в открывшемся меню выбрать нужный файл. Очистить содержимое файла базы данных можно с помощью Utility Menu > File > Clear & Start New. Изменить имя файла можно с помощью Utility Menu > File > Change Jobname.

 

При работе программы образуются различные файлы. Они имеют следующие расширения и форматы записи.

 

Тип файла