среда, 1 февраля 2012 г.

Femap.Урок 20.Термический анализ монтажной пластины

            В данной публикации будет рассмотрен пример №20 термического анализа, который был переведен из книги "FЕMAP - Examples".
               Анализ теплопередачи используется для определения: конвекции, радиации и теплопроводности конструкции.
Теплообмен может произойти во время устойчивого состояния или в течении долгого времени с анализом переходных процессов. Свойства материала, коэффициент теплоотдачи и тепловой поток зависят от температуры. Тепловые граничные условия могут быть получены для вынужденной конвекции из расчетов, выполненных в ходе радиационного анализа,а также многие другие факторы, которые помогают определить поведение системы при участии термических условий. NX Nastran поддерживает множество опций, используемых в термическом анализе,многие из которых будут рассмотрены в этом примере.

мал кар14


         
Монтажная пластина будет содержать температуру 250 ºС, в это же время другая часть пластины будет нагреваться при температуре 200 ºС. Температура окружающей среды плиты составляет 70 ºС. Температура будет рассчитываться в каждом узле модели с использованием создания шаблона тепловой задачи в NX Nastran. Те узловые температуры затем станут тепловыми нагрузками в статическом анализе для последующего определения теплового напряжения монтажной пластины, с которым ей придется столкнуться.


Монтажная пластина имеет вид:

Для этого примера мы будем использовать модель монтажной пластины, которая уже была создана.
Процесс анализа включает в себя:
-    создание окружающей температуры тела как  узловые температуры;
-    анализ модели с помощью решателя NX Nastran;
-    создание нагрузки от температуры результатов  и задание ограничений;
-    анализ модели после полученных результатов.

Импорт модели
Будем импортировать нейтральный файл, содержащий: узлы, элементы, свойства и материалы.
Для этого делаем:
Шаг
Интерфейс
Команда на дисплее
1
File (файл), New (новый)
2
File (файл), Import (импорт), FEMAP Neutral
3

Перейдем в директорию с примерами и будем импортировать файл для чтения: «HTPlate.neu»
4
Выбираем «HTPlate.neu» и нажимаем кнопку «Open» (открыть) и нажимаем «ОК»



Создание тепловых граничных условий
Модель должна иметь заданную температуру окружающей среды, а также  тепло в виде узловых температур.
Создадим температурные нагрузки.
           Для этого делаем:
Шаг
Интерфейс
Команда на дисплее
1
Model (модель), Load (нагрузка), Body (тело)
2
FEMAP будет предложено создать новые нагрузки




В диалоговом окне New Load Set:
вводим название «Thermal» (термическая)
3
Нажимаем «ОК»
4
В диалоговом окне Create Body Loads:
нажимаем в Default Temperature (T) (температура по умолчанию) поле, чтобы оно стало активным
5
Вводим в Default Temperature (T) (температура по умолчанию) поле значение «70»






6

Нажимаем «ОК»

Создадим узловые температуры.
Для этого делаем:

Шаг
Интерфейс
Команда на дисплее
1
Нажимаем кнопку «View Visibility» (просмотр /видимость) или сочетание клавиш «Crtl+Q» и в появившемся диалоговом окне Visibility выбираем вкладку «Entity/Label»

2
Поставьте галочку возле «Curve» (кривая) в секции «Geometry» (геометрия), а возле «Element» (элемент) снимите галочку в секции «Mesh» (сетка)
3
Нажмите «Done» (готово)
4

Model (модель), Load (нагрузка), Nodal (узел)
5
В диалоговом окне Entity Selection – Enter Node(s) to Select вводим название нагрузки и нажимаем «ОК»

После чего выбираем «Method» (метод), как «On Curve» (по кривым)
6
В диалоговом окне Entity Selection – Enter Node(s) to Select (On Curves) выбираем кривую (кривая 10), как показано на рисунке ниже






7
Нажимаем «ОК»
8
В диалоговом окне Create Loads on Nodes выбираем из списка «Temperature» (температура)
9
Вводим значение
«Temperature» (температура) = «200»

10
Нажимаем «ОК»

В появившемся диалоговом окне Entity Selection – Enter Node(s) to Select выбираем «Method» (метод), как «On Curve» (по кривым)
11
В диалоговом окне Entity Selection – Enter Node(s) to Select (On Curves) выбираем кривую (кривая 9), как показано на рисунке выше
12
Нажимаем «ОК»
13
Вводим значение
«Temperature» (температура) = «250»

14
Нажимаем «ОК» и диалоговом окне Entity Selection – Enter Node(s) to Select выбираем «Method» (метод), как «On Curve» (по кривым)


15
В диалоговом окне Entity SelectionEnter Node(s) to Select (On Curves) и выбираем 12 кривых (3, 36, 32, 2, 37, 17, 1, 38, 26, 4, 35, 16), которые составляют внешний периметр пластины(по часовой стрелке), как показано на рисунке ниже















16
Нажимаем «ОК»
17
Вводим значение «Temperature» (температура)= «70»
18
Нажимаем «ОК» и после нажимаем «Cancel» (отмена)



           Сделаем видимыми элементы и узлы температур модели.

        Для этого делаем:

Шаг
Интерфейс
Команда на дисплее
1
Нажимаем кнопку «View Visibility» (просмотр /видимость) или сочетание клавиш «Crtl+Q» и в появившемся диалоговом окне Visibility выбираем вкладку «Entity/Label»

2
Убираем галочку возле «Curve» (кривая) в секции «Geometry» (геометрия), а возле «Element» (элемент) ставим галочку в секции «Mesh» (сетка) и также ставим галочку возле «Temperature» (температура)  в секции «Loads» (нагрузки)
3
Нажмите «Done» (выполнено)

Теперь модель готова для проведения анализа!!!



Запуск термического анализа
Создадим FEMAP анализ.
Для этого делаем:
Шаг
Интерфейс
Команда на дисплее
1
Model (модель), Analysis (анализ)
2
В диалоговом окне Analysis Set Manager нажимаем кнопку «New» (новый)
3
В диалоговом окне Analysis Set вводим название анализа «Thermal Analysis» (термический анализ)
4
Выбираем «“36..NX Nastran» в «Analysis Program»
(анализ программы) и
выбираем «20..Steady-State Heat Transfer» в «Analysis Type» (тип анализа)




5

Нажимаем «ОК»
 
В диалоговом окне Analysis Set Manager нажимаем «Analyze» (начать анализ)



Пост-обработка полученных термических результатов

В результате анализа были созданы температуры в каждом узле. Это лучший способ для просмотра распределения температуры по всей пластине.
                Просмотрим результаты температуры.
Для этого делаем:
Шаг
Интерфейс
Команда на дисплее
1
View (вид), Select (выбор) или нажимаем на клавишу «F
2
В диалоговом окне View Select включаем «Contour» (контур)  в секции «Contour Style» (стиль)


3
В этом же диалоговом окне нажимаем на кнопку «Deformed and Contour Data»


4
В диалоговом окне Select PostProcessing Data выбираем «1..Case 1 Time 1» в «Output Set» секции и выбираем «31..Temperature» в «Contour» в «Output Vectors» секции


5
Нажимаем на кнопку «Contour Options» (опции)
6
В диалоговом окне Select Contour Options включаем «Level Colors» (уровень цвета) в «Rendered Contours» (предоставляемые контуры) секции


7
Нажимаем «ОК» во всех диалоговых окнах


      Полученные результаты:


Создание узловых температур с помощью термических результатов
Результаты теплового анализа будут использоваться для задания термических "нагрузок"пластины для статического анализа после того, как модель будет ограничена.
Создадим узловые температуры во всех узлах модели.
Для этого делаем:
Шаг
Интерфейс
Команда на дисплее
1
Model (модель), Load (нагрузка), From Output (с выходных)
2
В диалоговом окне Select Type of Load выбираем «Temperature» (температура) в «Nodal Loads» (узловые нагрузки) секции



3
Нажимаем «ОК»
4
В диалоговом окне Create Loads From Output выбираем «“1..Case 1 Time 1» в «Output Set» списке и выбираем «31..Temperature» в «X Vector» списке

5
Нажимаем «ОК» и в появившемся окне с сообщением «OK to Update Existing Temperatures» (обновить существующие температуры) нажимаем «Yes» (да)


Создание ограничений.
Создадим узловые ограничения.
Для этого делаем:
Шаг
Интерфейс
Команда на дисплее
1
Model (модель), Constraint (ограничения), Nodal (узел)
2
В диалоговом окне New Constraint Set  вводим название нового ограничения «Pinned» (Закрепленны)

3
Нажимаем «ОК»

4
После чего в диалоговом окне Entity Selection – Enter Node(s) to Select выбираем «Method» (метод), как «On Curve» (по кривым)


5
В диалоговом окне Entity SelectionEnter Node(s) to Select (On Curves) и выбираем 12 кривых (3, 36, 32, 2, 37, 17, 1, 38, 26, 4, 35, 16), которые составляют внешний периметр пластины(по часовой стрелке), как показано на рисунке ниже




6
Нажимаем «ОК»

В появившемся диалоговом окне In the Create Nodal Constraints/DOF нажимаем кнопку «Pinned» (закрепленный) и нажимаем «ОК»

В диалоговом окне Entity Selection – Enter Node(s) to Select (On Curves) нажимаем « Cancel» (отмена)

            Сделаем элементы и ограничения модели видимыми.
Для этого делаем:
Шаг
Интерфейс
Команда на дисплее
1
Нажимаем кнопку «View Visibility» (просмотр /видимость) или сочетание клавиш «Crtl+Q» и в появившемся диалоговом окне Visibility выбираем вкладку «Entity/Label»


2
Выбираем «Constraint» (ограничения) в «Mesh» (сетка) секции иснимаем галочку возле «Temperature» (температура) в «Loads» (нагрузки) секции

3
Нажимаем «Done» (готово)
Тепловая модель готова для проведения «Thermal Stress анализа»!!!

Запустим  Thermal Stress анализ
Создадим FEMAP анализ.
Для этого делаем:
Шаг
Интерфейс
Команда на дисплее
1
Model (модель), Analysis (анализ)
2
В диалоговом окне Analysis Set Manager нажимаем кнопку «New» (новый)

3
В диалоговом окне Analysis Set вводим название анализа «Thermal Stress» (термическое напряжение)
4
Выбираем «36..NX Nastran» в «Analysis Program» (анализ программы) и
выбираем « 1..Static» в «Analysis Type» (тип анализа)




5


Нажимаем «ОК»

В диалоговом окне Analysis Set Manager нажимаем  «Analyze» (начать анализ)

Пост-обработка полученных термических результатов
             Были получены результаты напряжения пластины. Просмотрим результаты.
Для этого делаем:
Шаг
Интерфейс
Команда на дисплее
1
View (вид), Select (выбор) или нажимаем на клавишу «F



2
В диалоговом окне View Select включаем «Contour» (контур)  в секции «Contour Style» (стиль)


3
В этом же диалоговом окне нажимаем на кнопку «Deformed and Contour Data»


4
В диалоговом окне Select PostProcessing Data выбираем «2.. NASTRAN Case 1» в «Output Set» секции и после видим окно:  

      в котором нажимаем на  «ОК»

Выбираем «7033..Plate Top VonMises Stress» в «Contour» в «Output Vectors» секции

5

Нажимаем на кнопку «ОК»

В диалоговом окне View Select нажимаем «ОК»

Просматриваем полученные результаты:

На этом заканчивается пример расчета теплового напряжения.
!FEMAP Examples

С уважением, Анна Васеха.
 

Комментариев нет:

Отправить комментарий