Metoda Elementów Skończonych

Metoda Elementów Skończonych - Laboratorium
Laboratorium 3
Podstawy ABAQUS/CAE
Analiza belki zginanej – cd.
Celem ćwiczenia jest optymalizacja kształtu belki zginanaj pod względem masy.
Belka jest obciążona siłą tnącą o wart ości 10 kN. Długość belki 200mm rys. 1.
Rys. 1 Przykład obliczeniowy.
Naprężenia dopuszczalne 150MPa.
11
Materiał S TA L: E=2.1*10 Pa, n=0.3.
Wymiary elementów MES:
w analizowanych modelach, przyjąć założenie, że minimalna długość krawędzi elementu nie
może być mniejsza niż 2.
W belce przewidzieć możliwość wykonania otworów odciążających.
1 |S tro na
Copy right 2009 dr inż. Jarosław Mańkowski na podstawie: Getting Start ed with ABAQUS
Sposób definiowania obciążenia
Obciążenie siłą skupioną F należy zamienić na obciążenie ciągłe P, styczne do powierzchni
czołowej belki (A pole przekroju belki w miejscu przyłożenia siły).
Po każdej zmianie przekroju belki, należy ponownie wyliczyć wartość obciążenia.
Definiowanie obciążenia stycznego
1. W oknie dialogowym Create Load:
a. Wprowadzić odpowiednią nazwę.
b. Z listy Step: wybrać zdefiniowany wcześniej krok obliczeniowy.
c. Z listy Category, zaakceptować zaznaczenie Mechanical.
d. Z listy Types for Selected Step, wybrać Surface Traction, pozwoli na
wprowadzenie obciążenia w postaci obciążenia stycznego do wskazanej
powierzchni.
e. Kliknąć Continue.
ABAQUS/CAE wyświetli kolejno odpowiednie komunikaty w linii podpowiedzi (poniżej
ekranu roboczego).
Należy wskazać powierzchnię, do której będzie przyłożone obciążenie (Select surfaces
for the load).
2. Należy kliknąć jedną z powierzchni czołowych, do której będzie przykładane obciążenie i
zatwierdzić wybór, klikając Done Błąd! Nie można odnaleźć źródła odwołania.
Rys. 2 Strzałki oznaczające wprowadzone stopnie s wobody oraz powierzchni a do której zostanie
przyłożone ciśnienie.
3. W oknie dialogowym Edit Load zdefiniować kierunek i zwrot obciążenia oraz wprowadzić
wprowadzić właściwą (wcześniej wyliczoną) wartość obciążenia:
a. Kliknąć Edit i wprowadzić współrzędne początku i końca wektora, którego
kirunek i zwrot określa kierunek i zwrot działania obciążenia.
Można wskazać dwa punkty z modelu
b. W polu magnitude wpisać wartość obciążenia.
2 |S tro na
Copy right 2009 dr inż. Jarosław Mańkowski na podstawie: Getting Start ed with ABAQUS
c. Kliknąć OK, co spowoduje zatwierdzenie wprowadzonego obciąż enia i wyjście z
edytora.
ABAQUS/CAE wyświetli strzałki skierowane stycznie do powierzchni obciążanej.
Tworzenie siatki MES metodą SWEEP
Jest to technika przydat na w generowaniu siatki na bryłach mających więcej niż sześć ścian (np.
żebro z wyciętymi otworami).
Kolor pomarańczowy świadczy o brak u możliwości wygenerowania siatki zbudowanej z
elementów sześciennych.
W takim przypadku należy podzielić bryłę na objęt ości, na których da się wygenerować siatkę
strukturalną (kolor zielony) a na pozostałej części wykorzystać metodę SWEEP.
Do podziału bryły na mniejsze objętości można wykorzystać funkcję (Partiton Cell:Define Cutting
Plane) wybierając z menu podręcznego:
, lub z menu głównego:
Tool s→Partition→Cell→Define Cutting Plane:
1. Wybrać z listy podpowiedzi jeden ze spos obów definiowania płaszczyzny cięcia np.:
Point&Normal.
2. Wskazać punkt znajdujący się w miejscu podziału oraz jedną z lini, prostopadłą do
3.
płaszczyzny podziału
.
Potwierdzić klikając Create Partition.
Dolne żebro zmieni kolor na zielony, świadczący o możliwości wygenerowania siatki
3 |S tro na
Copy right 2009 dr inż. Jarosław Mańkowski na podstawie: Getting Start ed with ABAQUS
strukturalnej.
Po wykonaniu tej samej operacji w celu odcięcia górnego żebra, system informuje
użytkownika, zmieniając kolory podobszarów o możliwości wykonania siatki strukturalnej
(kolor zielony) oraz metodą SWEEP (kolor żółty).
W celu wygenerowania siatki należy wykonac następujące czynności:
Generowanie siatki metodą SWEEP:
1. Sprawdzić i ewentualnie ponownie zdefiniować kierunek wyciągania siatki
a. Wybrać MeshControl s
b. W oknie dialogowym Mesh Control s, wybrać Redefine Sweep Path
c. Ustawić odpowiedni kierunek wyciągania siatki wykorzystując Flip i zatwierdzić Ye s.
2. Na liście Technique zaakceptować Sweep.
3. Kliknąć OK w celu zatwierdzenia wybranego sposobu tworzenia siatki.
4. Korzystając z narzędzi:
SeedPart
SeedEdge by size (definiowanie wielkosci elementów na krawędzi)
wprowadzić właściwy podział na elementy i wygener ować siatkę.
4 |S tro na
Copy right 2009 dr inż. Jarosław Mańkowski na podstawie: Getting Start ed with ABAQUS