суббота, 28 апреля 2012 г.

FEMAP. Урок 2. Создание твердотельной модели и построение конечно-элементной сетки для нее

clip_image001
В этом упражнении вы используете возможности геометрического моделирования FEMAP для того, чтобы построить твердотельную модель направляющей детали с прорезью. Вы приложите ограничения и нагрузки, а потом построите КЭ-сетку для этой модели.
Чтобы выполнить это задание, вам понадобится активировать модуль моделирования Parasolid. Если у вас 300-узловая версия FEMAP, вы не сможете сохранить вашу модель в файл или изменить модель после построения сетки из-за ограничений.
Пример состоит из следующих шагов:
  • импорт геометрии
  • создание твердотельной детали
  • создание паза
  • создание отверстий для болтов
  • создание направляющей бобышки
  • приложение ограничений и нагрузок
  • построение конечно-элементной сетки

Импорт геометрии

Что делать:
Откройте новую модель и импортируйте файл нейтрального формата FEMAP, содержащий базовый профиль детали.
Как делать:
Шаг
Элемент интерфейса
Команда / Изображение
1.
clip_image001[5]
File, New
2.
clip_image001[6]
File, Import, FEMAP Neutral
3. Диалоговое окно Read Model from FEMAP Neutral
Перейдите к папке Examples в папке с установленным FEMAP
4.
clip_image002
File name: Slot.NEU
Open
Диалоговое окно Neutral File Read Options
OK
Обратите внимание: импортированные кривые зададут форму основанию детали.
clip_image003

Создание твердотельной детали

Для создания детали, создайте контур, а затем примените к нему операцию вытягивания.
Что делать:
Создайте из кривых контур.
Как делать:
Шаг
Элемент интерфейса
Команда / Изображение
1.
clip_image001[7]
Geometry, Boundary Surface, From Curves
2.
clip_image002[1]
Диалоговое окно Entity Selection
Select All
OK
Cancel
Что делать:
Примените операцию вытягивания к контуру для формирования твердотельной детали.
Как делать:
Шаг
Элемент интерфейса
Команда / Изображение
1.
clip_image001[8]
Geometry, Solid, Extrude
Обратите внимание: так как у вас только один контур, программа выберет его автоматически.
2.
clip_image004
Material: New Solid
Direction: Negative
Length: To Depth
3.
clip_image005
To Depth: 10
OK
4.
clip_image006
Dynamic Rotate (на панели инструментов View Toolbar)
5.
clip_image007
Диалоговое окно Dynamic Display
Удерживая левую кнопку мыши, повращайте моделью для того, чтобы рассмотреть результат вытягивания.
OK
Примечание: если вы работаете в режиме рендеринга, вам не нужно использовать иконку Dynamic Rotate на панели инструментов для того, чтобы динамически вращать вашу модель. Режим рендеринга является графическим режимом по умолчанию и ипользует графический язык OpenGL.
Режим рендеринга может быть отключен только с помощью команды View, Options. Когда вы откроете диалоговое окно View, Options, выберите Render Options из списка опций. Нажмите кнопку Graphics Engine и выберите Windows GDI в диалоговом окне, потом нажмите OK и снова OK. Нет никаких причин отключать режим рендеринга во время авполнения этих упражнений.
6.
clip_image002[2]
Нажмите OK, когда закончите вращать модель.
clip_image008

Создание паза

Что делать:
Чтобы начать чертить паз, создайте две окружности.
Как делать:
Шаг
Элемент интерфейса
Команда / Изображение
1.
clip_image001[9]
Geometry, Curve - Circle, Radius
2.
clip_image005[1]
Диалоговое окно Locate
0, 95, 0 (укажите эти значения X, Y, Z для центра окружности)
OK
3.
clip_image005[2]
11, 95, 0 (координаты точки на окружности)
OK
Обратите внимание: FEMAP предложит вам создать еще одну окружность.
4.
clip_image005[3]
Определим другую окружность:
0, 50, 0 (центр)
OK
11, 50, 0 (точка на окружности),
OK
Cancel
clip_image009
Что делать:
Завершите создание геометрии паза
Как делать:
Шаг
Элемент интерфейса
Команда / Изображение
1.
clip_image001[10]
Geometry, Curve - Line, Points
2.
clip_image007[1]
Диалоговое окно Create Line from Points
Выберите точки A и B
OK
clip_image010
3. Создайте другую линию через точки C и D
OK
Cancel
clip_image011
Что делать:
Разделите окружности на две части
Как делать:
Шаг
Элемент интерфейса
Команда / Изображение
1.
clip_image012
Иконка Snap to Point находится на панели инструментов Select Toolbar, в меню режимов привязки (Snap Modes), или в меню быстрого доступа (Quick Access Menu), доступному по правому щелчку мыши в графической области.
Примечание: режимы привязки можно изменять с помощью контекстного меню, вызываемого щелчком правой клавиши мыши в графическом окне.
2.
clip_image001[11]
Modify, Break
3.
clip_image007[2]
Диалоговое окно Entity Selection
Выберите нижнюю окружность
OK
4.
clip_image007[3]
Диалоговое окно Locate
Выберите точку A (как на изображении ниже)
OK
Примечание: убедитесь, что ориентация осей вашей модели совпадает с той, которая показана на изображении ниже. Если направления осей окажутся инвертированы, вы выберете точки, противоположные к A и B – конечные точки кривых. В таком случае, операция разделения не будет выполнена.
clip_image013
5.
clip_image007[4]
Выделите верхнюю окружность и разделите ее в точке B.
6.
clip_image001[12]
Delete, Geometry, Curve
7.
clip_image007[5]
Диалоговое окно Entity Selection
Выберите внутренние полуокружности
OK
clip_image014
8.
clip_image002[3]
OK
Yes (delete the curves)
Примечание: флажок Update Views в диалоговом окне Confirm Delete включает режим автоматического обновления изображения после удаления. Если вы удаляете множество обьектов из большой модели, вы можете отменить Update Views для улучшения производительности, а потом нажать Ctrl+G для обновления изображения.
clip_image015
Что делать:
Создайте поверхность раздела и выполните вытягивание новых кривых.
Как делать:
Шаг
Элемент интерфейса
Команда / Изображение
1.
clip_image001[13]
Geometry, Boundary Surface, From Curves
2.
clip_image007[6]
Диалоговое окно Entity Selection
Выберите четыре кривых, образующих паз
OK
Cancel
clip_image016
3.
clip_image001[14]
Geometry, Solid, Extrude
Примечание: контур, который вы только что создали, уже выбран
4.
clip_image004[1]
Диалоговое окно Extrusion Options
Material: Remove - Hole
Direction: Negative
Length: Thru All
OK
clip_image017

Создание отверстий для болтов

Сейчас вы примените технологию шаблонов для создания пяти отверстий для болтов. Это позволит создать все отверстия за одну операцию вместо того, чтобы создавать их по одному.
Что делать:
Используйте шаблон для создания пяти отверстий для болтов.
Как делать:
Шаг
Элемент интерфейса
Команда / Изображение
1.
clip_image001[15]
Geometry, Curve - Circle, Radius
-38, 0, 0 (центр),
OK
-38, 5, 0 (точка на окружности)
OK
Cancel
clip_image018
2.
clip_image001[16]
Geometry, Boundary Surface, From Curves
Выберите окружность
OK
Cancel
3.
clip_image001[17]
Geometry, Solid, Extrude
4.
clip_image004[2]
Диалоговое окно Extrusion Options
Material: Remove Hole
Direction: Negative
Length: Thru All
Примечание: убедитесь, что вектор вытягивания направлен сквозь материал детали. В противном случае, измените направление.
5.
clip_image002[4]
В правой части диалогового окна Extrusion Options нажмите кнопку Pattern
6.
clip_image004[3]
Диалоговое окно Patterns
Radial
7.
clip_image005[4]
Center: 0, 0 (XY coordinates)
Number: 5
Total Angle: 180
OK (all dialog boxes)
clip_image019

Создание направляющей бобышки

Теперь создайте направлюящую бобышку и паз в ней.
Создание направляющей бобышки
Что делать:
Создайте геометрию направляющей бобышки
Как делать:
Шаг
Элемент интерфейса
Команда / Изображение
1.
clip_image001[18]
Geometry, Curve - Circle, Radius
2.
clip_image005[5]
Введите для первой окружности:
0, 0, 0 (центр)
25, 0, 0 (точка на окружности)
3.
clip_image005[6]
Введите для первой окружности:
0, 0, 0 (центр)
16, 0, 0 (точка на окружности)
4.
clip_image020
Zoom (на панели View Toolbar)
Указав два угла, нарисуйте прямоугольник вокруг новых окружностей
clip_image021
5.
clip_image001[19]
Geometry, Boundary Surface, From Curves
Выберите две новые кривые
OK
6.
clip_image001[20]
Geometry, Solid, Extrude
7.
clip_image004[4]
Диалоговое окно Extrusion Options:
Material: Add - Protrusion
Direction: Positive
Length: To Depth
8.
clip_image005[7]
To Depth: 50
OK
clip_image022
Примечание: для лучшего обзора модели вы можете повращать ее и изменить способ отображения на твердотельный: при помощи иконки View Style на панели View Toolbar укажите в качестве желаемого стиля Solid. Чтобы вернуться к изначальому стилю, выберите Wireframe.
clip_image023
Создание паза в направляющей бобышке
Что делать:
Переместите рабочую плоскость к вершине бобышки для облегчения создания выреза.
Рабочая плоскость – это двухмерная плоскость, которую вы можете как угодно разместить и выровнять в трехмерном пространстве. Когда вы выбираете графический обьект, область экрана, которую вы выбрали, проецируется вдоль вектора-нормали к экрану на рабочую плоскость. Получаемые в результате трехмерные координаты расположены на пересечении проецирующего вектора и рабочей плоскости.
Как делать:
Шаг
Элемент интерфейса
Команда / Изображение
1.
clip_image001[21]
Tools, Workplane
2.
clip_image024
Draw Workplane
3.
clip_image002[5]
On Surface
4.
clip_image020[1]
Диалоговое окно Plane Normal to Surface:
On Surface: (выберите поверхность как показано ниже)
At Point: (выберите точку A)
Axis Point: (выберите точку B)
OK
clip_image025
Что делать:
Создайте паз в бобышке. Для начала, создйте горизонтальную линию на поверхности бобышки. После этого, создайте две параллельные линии и используйте их для создания прямоугольника. Наконец, примените операцию вытягивания к прямоугольнику для того, чтобы создать паз.
Как делать:
Шаг
Элемент интерфейса
Команда / Изображение
1.
clip_image001[22]
Geometry, Curve - Line, Points
2.
clip_image007[7]
Диалоговое окно Create Line from Points
From Point: (выберите точку A как в предыдущем примере)
To Point: (выберите точку B)
OK
Обратите внимание: теперь на поверхности бобышки появилась горизонтальная линия
clip_image026
3.
clip_image001[23]
Geometry, Curve - Line, Parallel
4.
clip_image005[8]
Диалоговое окно Line Parallel to a Line
From Curve: (выберите кривую, которую только что создали)
Offset: 3.5
OK
5.
clip_image005[9]
Диалоговое окно Locate
Выберите точку по одну строну от линии, как на рисунке ниже выбрана точка А
OK
clip_image027
6.
clip_image007[8]
Снова выберите лиию.
Выберите точку по другую сторону от линии, как на рисунке выше выбрана точка В.
Обратите внимание: теперь на поверхности бобышки расположены три параллельные линии.
clip_image028
7.
clip_image001[24]
Geometry, Curve - Line, Points
8.
clip_image007[9]
Диалоговое окно Create Line from Points
From Point: Выберите точку А (конечную точку верхней линии) как на следующем рисунке
To Point: Выберите точку В.
OK
clip_image029
9. Создайте еще одну линию между точками С и D.
10.
clip_image001[25]
Geometry, Boundary Surface, From Curves
11.
clip_image007[10]
Выберите четыре кривые для создания прямоугольника
clip_image030
12.
clip_image001[26]
Geometry, Solid, Extrude
13.
clip_image004[5]
Диалоговое окно Extrusion Options
Material: Remove - Hole
Direction: Negative
Length: To Depth
14.
clip_image005[10]
To Depth: 12
OK
clip_image031

Приложение ограничений и нагрузок

Закрепите отверстия для болтов и приложите нагрузку к внутренней поверхности паза.
Что делать:
Создайте набор ограничений и закрепите отверстия для болтов.
Как делать:
Шаг
Элемент интерфейса
Команда / Изображение
1.
clip_image001[27]
Model, Constraint, Create/Manage Set
2.
clip_image002[6]
Диалоговое окно Constraint Set Manager
New Constraint Set
3.
clip_image005[11]
Диалоговое окно New Constraint Set
Title: (Введите название)
4.
clip_image002[7]
OK
Диалоговое окно Constraint Set Manager
Done
5.
clip_image001[28]
Model, Constraint, On Surface
6.
clip_image007[11]
Диалоговое окно Entity Selection
Выберите 10 внутренних поверхностей отверстий для болтов.
OK
clip_image032
7.
clip_image002[8]
Диалоговое окно Create Constraints on Geometry
Fixed
OK
clip_image033
8.
Ctrl-A
Отмасштабируйте модель так, чтобы видеть ее целиком в графическом окне.
clip_image034
Что делать:
Создайте набор нагрузок и приложите к одной из поверхностей паза нагрузку в -1000 фунтов.
Как делать:
Шаг
Элемент интерфейса
Команда / Изображение
1.
clip_image001[29]
Model, Load, Create/Manage Set
2.
clip_image002[9]
Диалоговое окно Load Set Manager
New Load Set
3.
clip_image005[12]
Диалоговое окно New Load Set
Title: (Введите название)
4.
clip_image002[10]
OK
Диалоговое окно Load Set Manager
Done
5.
clip_image001[30]
Model, Load, On Surface
6.
clip_image007[12]
Диалогове окно Entity Selection
Выберите одну из поверхностей паза (как показано на рисунке ниже)
OK
clip_image035
Примечание: для лучшего обзора грани, разверните и отмасштабируйте модель.
7.
clip_image005[13]
Диалоговое окно Create Loads on Surfaces
FX: Value: -1000
OK
clip_image036

Построение конечно-элементной сетки для модели

Задание свойств и материала для модели
Что делать:
Задайте свойства твердтельных элементов.
Как делать:
Шаг
Элемент интерфейса
Команда / Изображение
1.
clip_image001[31]
Model, Property
2.
clip_image002[11]
Диалоговое окно Define Property
Elem/Prop Type
3.
clip_image004[6]
Диалоговое окно Element Property Type
Volume Elements: Solid
OK
4.
clip_image005[14]
Title: Solid
OK
Обратите внимание: названия в FEMAP могут содержать до 79 символов в FEMAP 9.3 и более поздних версиях
5.
clip_image002[12]
Yes (to create material)
6.
clip_image002[13]
Диалоговое окно Define Material - ISOTROPIC
Load
7.
clip_image037
Диалоговое окно Select from Library
AISI 4340 Steel
8.
clip_image002[14]
OK (для всех оставшихся диалоговых окон)
Диалоговое окно In Element Property Type
Cancel
Что делать:
Создайте сетку из твердотельных элементов для модели.
Как делать:
Шаг
Элемент интерфейса
Команда / Изображение
1.
clip_image001[32]
Mesh, Geometry, Solids
2.
clip_image002[15]
Диалоговое окно Automesh Solids
OK
clip_image038
Это конец данного упражнения. Вам не обязательно сохранять файл модели.

Комментариев нет:

Отправить комментарий