PODSTAWY I ZASTOSOWANIA INśYNIERSKIE MES

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "PODSTAWY I ZASTOSOWANIA INśYNIERSKIE MES"

Bogumił Jastrzębski
9 lat temu
Przeglądów:

1 PODSTAWY I ZASTOSOWANIA INśYNIERSKIE MES Mechanika i Budowa Maszyn Wprowadzenie do laboratorium podział zadań 1. preprocessing projektant definicja geometrii: obszar lub węzły i elementy wybór typu elementu (stopnie swobody, funkcje kształtu) dane materiałowe dane sztywnościowe obciąŝenia warunki brzegowe system MES podział na elementy (dyskretyzacja) budowa macierzy: geometrycznych, sił, sztywności (całkowanie!) dla kaŝdego elementu transformacja elementowych macierzy sztywności do układu globalnego agregacja do globalnej macierzy sztywności dyskretyzacja obciąŝenia dyskretyzacja warunków brzegowych 1

sztywnościowe obciąŝenia warunki brzegowe system MES podział na elementy (dyskretyzacja) budowa macierzy: geometrycznych, sił, sztywności (całkowanie!

2 podział zadań 2. solution projektant system MES rozwiązanie układu równań wyznaczenie wszystkich stopni swobody i reakcji transformacja do układów lokalnych elementów wyliczenie rezultatów w elementach: odkształcenia, napręŝenia, siły elementowe podział zadań 3. postprocessing projektant analiza otrzymanych wyników krytyczna ocena rezultatów opracowanie dokumentacji wnioski system MES wydruk i/lub rysunek wyników: konstrukcja zdeformowana, mapy napręŝeń, odkształceń postprocesor graficzny (róŝne widoki, róŝne rzuty, róŝne elementy ) animacja obrazu 2

lokalnych elementów wyliczenie rezultatów w elementach: odkształcenia, napręŝenia, siły elementowe podział zadań 3.

3 Modelowanie w programie ANSYS Jeden z szeroko rozpowszechnionych i uznawanych pakietów Biblioteka ponad 200 elementów róŝnych typów Szerokie moŝliwości selekcji obiektów i graficznego postprocesingu MoŜliwość pracy w trybie interakcyjnym i wsadowym graficzny interface i własny język programowania APDL (Ansys Parametric Design Language) Bogata dokumentacja dostępna on-line 3

graficznego postprocesingu MoŜliwość pracy w trybie interakcyjnym i wsadowym graficzny

4 4

5 Działy fizyki: mechanika konstrukcji mechanika płynów analiza termiczna elektromagnetyzm pola sprzęŝone 1. statyka 2. dynamika (drgania własne, analiza spektralna, analiza harmoniczna) 3. stateczność 4. optymalizacja 5. projektowanie probabilistyczne liniowa i nieliniowa (np. zagadnienia kontaktowe z tarciem, duŝe odkształcenia i przemieszczenia) spręŝystość, plastyczność, reologia, pękanie, izotropia, ortotropia, anizotropia, zmęczenie (własności materiałowe zaleŝne od temperatury) procesy ustalone i nieustalone (transient), zmęczenie Modelowanie konstrukcji 1. Modelowanie pośrednie (indirect, solid modeling) 2. Modelowanie bezpośrednie (direct modeling) 3. Import modelu z innego programu CAD 1. Solid modeling Punkty bazowe (keypoints) Linie (lines) Powierzchnie (areas) Objętości (volumes) Program dokonuje dyskretyzacji (podziału na elementy skończone) 2. Direct modeling Węzły (nodes) Elementy (elements) 3. Import modelu (AutoCad, Catia,... ) Objętości (volumes) 5

zagadnienia kontaktowe z tarciem, duŝe odkształcenia i przemieszczenia) spręŝystość, plastyczność, reologia, pękanie, izotropia, ortotropia, anizotropia, zmęczenie (własności materiałowe zaleŝne od

6 Fragment konstrukcji do obliczeń Punkty KeyPoints bazowe (punkty i linie bazowe) (lines) z nich utworzone Powierzchnie (areas) utworzone z linii Objętość (volume) utworzona z powierzchni i sklejona Automatycznie wygenerowany podział na elementy skończone Automatycznie wygenerowana siatka węzłów 6

Objętość (volume) utworzona z powierzchni i sklejona Automatycznie

7 Układ węzłów wygenerowany przy pomocy APDL Elementy belkowe (liniowe) wygenerowane przy pomocy APDL na podstawie węzłów. Keypoints i linie wyglądałyby tak samo. Model konstrukcji w CATIA 7

8 W CATIA wybrany jeden fragment (Ŝebro) 8

9 Prezentacja wyników (/post1) Postprocesor słuŝy do graficznej i tekstowej prezentacji wyników. Jego moŝliwości to między innymi: deformacje, przemieszczenia, obroty rozkłady sił wewnętrznych, napręŝeń, odkształceń izolinie i izopowierzchnie, wyniki w postaci wektorowej, przedstawienie wyników w dowolnym przekroju i dowolnym widoku, diagramy, tworzenie list, sortowanie, selekcja. animacja 9

napręŝeń, odkształceń izolinie i izopowierzchnie, wyniki w postaci wektorowej, przedstawienie

10 Icon Toolbar Menu Utility Menu Input Line Raise/Hidden Icon Abbreviation Toolbar Menu MoŜna zachować zmieniony layout: Utility Menu > MenuCtrls > Save Menu Layout. Main Menu Graphics Area Output Window User Prompt Info Current Settings Icon toolbar menu MoŜe być zmieniane przez uŝytkownika (np. dodanie ikony, dodatkowy pasek) Save Analysis Pan-Zoom-Rotate Open ANSYS File Image Capture Report Generator New Analysis ANSYS Help 10

Main Menu Graphics Area Output Window User Prompt Info Current Settings Icon toolbar menu MoŜe być

Input line Pozwala na wprowadzanie komend. (Większość funkcji GUI wysyła komendy do ANSYSa. Jeśli znasz te komendy, moŝesz je wpisać). Składnia komendy jest dynamicznie wyświetlana.

11 Input line Pozwala na wprowadzanie komend. (Większość funkcji GUI wysyła komendy do ANSYSa. Jeśli znasz te komendy, moŝesz je wpisać). Składnia komendy jest dynamicznie wyświetlana. W czasie pisania komendy jej składnia jest dynamicznie podpowiadana Ponawianie komend: Lista wydanych komend Przycisk listy rozwijalnej Komendę moŝna wznowić przez podwójne kliknięcie 11

W czasie pisania komendy jej składnia jest dynamicznie podpowiadana Ponawianie komend:

Output Window Daje uŝytkownikowi podgląd jak ANSYS interpretuje input. Output Window jest niezaleŝne od menu ANSYSa. Uwaga: Zamknięcie output window zamyka całą sesję ANSYSa!

12 Output Window Daje uŝytkownikowi podgląd jak ANSYS interpretuje input. Output Window jest niezaleŝne od menu ANSYSa. Uwaga: Zamknięcie output window zamyka całą sesję ANSYSa! Niektóre boxy dialogowe mają przyciski zarówno Apply jak i OK. Apply wprowadza zadane ustawienia, ale nie zamyka okienka dialogowego, zostawiając je do ponownego uŝycia. OK wprowadza zadane ustawienia i zamyka okienko dialogowe. UŜytkownik nie jest ograniczany do uŝywania menu. JeŜeli zna komendę, moŝe stosować Input Window! Przycisk Raise/Hidden nie działa na output window. 12

Apply wprowadza zadane ustawienia, ale nie zamyka okienka dialogowego, zostawiając je do ponownego uŝycia.

13 Database i Pliki Określenie ANSYS database odnosi się do danych, które ANSYS przetwarza w pamięci podczas budowania, rozwiązywania i postprocessingu modelu. database zawiera zarówno dane wprowadzane przez uŝytkownika jak i wyniki analizy: Dane wejściowe informacja konieczna do wprowadzenia jak wymiary modelu, właściwości materiału, dane obciąŝeniowe. Dane wynikowe wielkości policzone przez ANSYS takie jak przemieszczenia, napręŝenia, odkształcenia, reakcje. Save i Resume database istnieje w RAM, więc dobrze jest często zachowywać ją na dysku (save) aby potem odtworzyć na wypadek np. awarii. Operacja SAVE zapisuje dane na plik database file (db file). Toolbar > SAVE_DB lub: Utility Menu > File > Save as Jobname.db Utility Menu > File > Save as SAVE command Operacja RESUME Toolbar > RESUME_DB lub: Utility Menu > File > Resume Jobname.db Utility Menu > File > Resume from RESUME command 13

Dane wynikowe wielkości policzone przez ANSYS takie jak przemieszczenia, napręŝenia, odkształcenia, reakcje.

14 Podpowiedzi: ANSYS nie zachowuje niczego automatycznie. NaleŜy okresowo wykonywać SAVE w czasie pracy. Koniecznie naleŝy zachować model przed wykonaniem nieznanych operacji (jak Boolean lub meshing) lub operacji wprowadzających duŝe zmiany (jak np. delete). RESUME moŝe być wtedy uŝyte jako undo. SAVE jest teŝ zalecane przed solve. Pliki ANSYS zapisuje i odczytuje kilka plików o nazwach typu jobname.ext. Jobname Nazwa wybierana na starcie, do 32 znaków, domyślnie file. MoŜe być zmieniona komendą /FILNAME albo (Utility Menu > File > Change Jobname). Ext Identyfikuje zawartość (.db dla database) Zwykle zadane przez ANSYS, moŝe być zdefiniowane komendą /ASSIGN. 14

RESUME moŝe być wtedy uŝyte jako undo. SAVE jest teŝ zalecane przed solve. Pliki ANSYS zapisuje i odczytuje kilka plików o nazwach typu jobname.ext.

15 Typowe pliki: jobname.log: plik logowania, ASCII. Zawiera kaŝdą komendę wydaną w czasie sesji. Jest appendowany przy starcie nowej sesji z tą samą nazwą. jobname.err: plik błędów, ASCII. Zawiera błędy i ostrzeŝenia spotkane w czasie sesji; teŝ jest appendowany. jobname.db,.dbb: bazy danych, binaria. Kompatybilne dla wszystkich platform. jobname.rst,.rth,.rmg,.rfl: wyniki, binaria. Zawierają rezultatysolution Kompatybilne dla wszystkich platform. 15

Zawiera błędy i ostrzeŝenia spotkane w czasie sesji; teŝ jest appendowany. jobname.db,.dbb: bazy danych, binaria.

Podobne dokumenty

POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA KATEDRA MECHANIKI I PODSTAW KONSTRUKCJI MASZYN

POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA KATEDRA MECHANIKI I PODSTAW KONSTRUKCJI MASZYN Ćwiczenie nr Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Numeryczne metody analizy konstrukcji Analiza statyczna obciążonej kratownicy