среда, 16 мая 2012 г.

Урок №12 – Анализ срединно-поверхностной модели распределительного ящика



В этом примере вы ознакомитесь с полуавтоматической функцией создания идеализированной модели распределительного ящика в программном комплексе FEMAP.


В процессе выполнения данного урока, у вас должна быть лицензионная копия для NX Nastran. Иначе вы не сможете выполнить данное упражнение в демо-версии данного программного продукта.

clip_image002

Пример включает следующие шаги:


  • Импорт геометрии, используя интерфейс STEP.

  • Создание срединно-поверхностной модели.

  • Создание сетки.

  • Приложение нагрузок и ограничений.

  • Анализ модели, используя NX Nastran.

  • Последующая обработка результатов.













Импорт геометрии

Сперва, импортируем геометрическую модель.

Что делать:

Запустите FEMAP и откройте новый файл модели. Импортируйте файл геометрии формата STEP.

Как делать:











Шаг


Интерфейс


Команда на дисплее


1.

clip_image004 File, Import, Geometry (Файл, Импорт, Геометрия) 

Перейдите в директорию с примерами.

Импортируйте файл mp.STP

2.

clip_image006 В диалоговом окне STEP Read Options: (Опции Чтения Файла STEP) 

OK

3.

clip_image004[1] View, Rotate, Model (Вид, Повернуть, Модель)
Совет: вы можете нажать F8, которая повторит ту же самую команду, описанную выше.

4.

clip_image006[1] В диалоговом окне View Rotate: (Повернуть Вид) 

Dimetric (Диметрия) 

OK

5.

clip_image008 В меню View Style (Стиль Отображения) 

Выберите Wireframe (Каркасный)
clip_image010

 


Создание срединно-поверхностной модели


Создайте срединно-поверхностную модель, затем удалите твердые тела. Когда будет создана срединная поверхность, вы будете должны немного подправить геометрию, перед ее разбиением на КЭ сетку.


Создание срединной поверхности

Что делать:


Используя автоматическое создание срединной поверхности, создайте срединно-поверхностную модель.

Как делать:



















Шаг


Интерфейс


Команда на дисплее


1.

clip_image012

Увеличьте и поверните модель так, чтобы увидеть точки, которые мы выберем в качестве расстояния, для создания срединной поверхности.

clip_image014

2.

clip_image004[2]

Geometry, Midsurface, Automatic (Геометрия, Срединная Поверхность, Автоматически)


3.

clip_image006[2] В диалоговом окне Entity Selection: (Выбор Объекта) 

Select All (Выбрать Все) 

OK

4.

clip_image012[1]

В диалоговом окне Midsurface Tolerance: (Допуск Срединной Поверхности) 



Переместите курсор мыши в графическое окно.

5.


Ctrl + D


Внимание: команда Ctrl + D позволяет задать толщину объекта. Программа использует это значение для определения поверхностей, между которыми должна быть расположена срединная поверхность. Заданная толщина должна быть слегка больше, чем наибольшее расстояние между плоскостями на твердом теле, между которыми должна быть проведена срединная поверхность. Если заданная толщина слишком мала, срединная поверхность не может быть создана. А если слишком велика, то срединная поверхность будет создана неправильно.


6.

clip_image006[3] В диалоговом окне Locate: (Расположение) 



Methods (Методы)

7.

clip_image016 On Point (На Точке)

8.

clip_image012[2] В диалоговом окне On Point: (На Точке) 



Выберите точку А (показанную на рисунке ниже)

OK
clip_image018

9.

clip_image012[3] Выберите точку B

OK

10.

clip_image006[4]

В диалоговом окне Midsurface tolerance: (Допуск Срединной Поверхности) 


OK (согласитесь со значением, посчитанным с использованием команды Ctrl + D).


Примечание: значение заданной толщины должно быть приблизительно равно 4.9.

clip_image020

 




Удаление твердого тела

Что делать:

Удалите исходное твердое тело.

Как делать:









Шаг


Интерфейс


Команда на дисплее


1.

clip_image004[3] Delete, Geometry, Solid (Удалить, Геометрия, Твердое Тело)

2.

clip_image022 В диалоговом окне Entity Selection: (Выбор Объекта) 

ID: 1 

OK

OK
clip_image024

3.

clip_image025 В меню View Style (Стиль Отображения) 

Выберите Solid (Твердое Тело)
clip_image027

 


Очистка геометрии


Чтобы создать более точную срединно-поверхностную модель, вы будете должны обрезать каждое ребро, а затем удалить их верхнюю часть.

Что делать:

Обрежьте поверхности каждого ребра.

Как делать:












Шаг


Интерфейс


Команда на дисплее


1.

clip_image028

Geometry, Midsurface, Trim with Curve (Геометрия, Срединная Поверхность, Сопрячь с Поверхностью)


2.

clip_image029

В диалоговом окне Select Surface/Solid to Trim: (Выбор Поверхности/Твердого Тела для Сопряжения) 

Выберите одно из восьми ребер.

OK
clip_image031

3.

clip_image029[1] В диалоговом окне Entity Selection: (Выбор Объекта) 



Выберите кривую отмеченную буквой C на рисунке выше.

OK

Примечание: теперь, поверхность была порезана по кривой.

clip_image033

4.


Повторите предыдущие действия для оставшихся семи ребер в модели.


Совет: Когда вы совершаете какую-либо команду в режиме Render Mode (Режим Рендера), вы можете удерживать зажатой среднюю кнопку мыши, чтобы вращать модель.














Что делать:

Удалите верхнюю часть каждого ребра.

Как делать:









Шаг


Интерфейс


Команда на дисплее


1.

clip_image028[1] Delete, Geometry, Surface (Удалить, Геометрия, Поверхность)

2.

clip_image029[2] В диалоговом окне Entity Selection: (Выбор Объекта) 

Выберите новые поверхности, которые были созданы над каждым ребром (требуемые поверхности показаны ниже на рисунке и отмечены буквой D).

OK

OK
clip_image035

Примечание: требуемые поверхности для каждого ребра были удалены.

clip_image037

Что делать:

Создайте пересечение между новыми ребрами и стенками распределительного ящика.

Как делать:






Шаг


Интерфейс


Команда на дисплее


1.

clip_image028[2]

Geometry, Midsurface, Intersect (Геометрия, Срединная Поверхность, Пересечь)


2.

clip_image038 В диалоговом окне Entity Selection: (Выбор Объекта) 


Select All (Выбрать Все) 


OK


 


Разбиение модели на КЭ сетку


Первым шагом в разбиении модели на конечно-элементную сетку, является задание параметров конечно-элементной сетки для различных поверхностей. Если будут заданы неправильные параметры, то результаты могут быть неточными. Затем, укажите размер элемента. И, в конечном счете, разбейте на сетку срединную поверхность.


Задание параметров КЭ сетки

Что делать:

Задайте параметры конечно-элементной сетки для поверхностей.

Как делать:








Шаг


Интерфейс


Команда на дисплее


1.

clip_image028[3]

Geometry, Midsurface, Assign Mesh Attributes (Геометрия, Срединная Поверхность, Установить Атрибуты КЭ Сетки)


2.

clip_image038[1] В диалоговом окне Entity Selection: (Выбор Объекта) 

Select All (Выбрать Все) 

OK

3.

clip_image038[2]

В диалоговом окне Define Material – ISOTROPIC: (Определить Материал - ИЗОТРОПНЫЙ) 

Load (Нагрузка) 

Выберите материал AISI 4340 Steel (Сталь AISI 4340) 

OK (во всех диалоговых окнах)

Примечание: если срединная поверхность была создана вручную с использованием таких команд, как Geometry, Surface, Offset (Геометрия, Поверхность, Смещение) или Geometry, Surface, Extrude (Геометрия, Поверхность, Вытянуть), то поверхности не будут иметь свойств. Вы должны вручную задать атрибуты путем создания или назначения существующих свойств, используя правильное значение для толщины.



Разбиение модели на КЭ сетку

Что делать:

Установите размер КЭ сетки по умолчанию и разбейте модель.

Как делать:










Шаг


Интерфейс


Команда на дисплее


1.

clip_image028[4]

Mesh, Mesh Control, Size on Surface (КЭ Сетка, Контроль КЭ Сетки, Размер на Поверхности)


2.

clip_image038[3] В диалоговом окне Entity Selection: (Выбор Объекта) 

Select All (Выбрать Все) 

OK (во всех диалоговых окнах), затем…



Cancel (Отмена)

3.

clip_image028[5] Mesh, Geometry, Surface (КЭ Сетка, Геометрия, Поверхность)

4.

clip_image038[4] В диалоговом окне Entity Selection: (Выбор Объекта) 

Select All (Выбрать Все) 

OK

5.

clip_image038[5]

В диалоговом окне Automesh Surfaces: (Автоматическое Разбиение Поверхности на КЭ Сетку) 

Quads (Квадраты) 

OK
clip_image040

 


Приложение нагрузок и ограничений


Чтобы нагрузить модель, приложим давление на заднюю поверхность модели, а также приложим ограничения на отверстия.

Что делать:

Заднюю часть модели нагрузим давлением.

Как делать:











Шаг


Интерфейс


Команда на дисплее


1.

clip_image028[6] Model, Load, Set (Модель, Нагрузка, Набор) 



Введите требуемое название для нагрузки



OK

2.

clip_image028[7] Model, Load, On Surface (Модель, Нагрузка, На Поверхности)

3.

clip_image041 В диалоговом окне Entity Selection: (Выбор Объекта) 



ID: 185

OK

Примечание: поверхность под номером 185 это средняя поверхность задней части детали.


4.

clip_image042

В диалоговом окне Create Loads on Surfaces: (Создать Нагрузки на Поверхностях)

Pressure (Давление)

5.

clip_image041[1] Pressure: Value: (Давление: Значение:) поставьте значение -1



OK
clip_image044

Что делать:

Закрепите отверстия внизу детали.

Как делать:











Шаг


Интерфейс


Команда на дисплее


1.

clip_image028[8] Model, Constraint, Set (Модель, Ограничение, Набор) 



Введите название для закрепления



OK

2.

clip_image028[9] Model, Constraint, On Curve (Модель, Ограничение, На Кривой)

3.

clip_image038[6] В диалоговом окне Entity Selection: (Выбор Объекта) 

Выберите на модели восемь кривых, расположенных вокруг отверстий.

OK

Совет: возможно, вам понадобится вращать модель и увеличивать места в углах модели, для более легкого выбора требуемых кривых. Для этого зажмите среднюю кнопку мыши для вращения модели, а также на панели View Toolbar вы можете выбрать кнопку Zoom (Увеличить) для увеличения требуемых мест в модели.


4.

clip_image046

В диалоговом окне Create Constraint on Geometry: (Создать Ограничение на Геометрии) 



Pinned – No Translation (Закрепленный – Без Перемещений) 



OK
clip_image048

Совет: чтобы увидеть узлы, куда приложены нагрузки и ограничения, используйте команды Model, Load, Expand (Модель, Нагрузка, Расширять) и Model, Constraint, Expand (Модель, Ограничение, Расширять).





Анализ модели

Запустите задачу на расчет, используя решатель NX Nastran.

Что делать:

Создайте новый анализ и решите систему.





Как делать:







Шаг


Интерфейс


Команда на дисплее


1.

clip_image028[10] Model, Analysis (Модель, Анализ) 



Создайте новый анализ.

2.

clip_image050

В диалоговом окне Analysis Set Manager: (Менеджер Набора Анализов) 


Выберите «36..NX Nastran» из выпадающего меню Analysis Program (Программа Анализа).

Выберите «1..Static» из выпадающего меню Analysis Type (Тип Анализа).

OK

3.

clip_image038[7] Analyze (Анализировать)

 


Последующая обработка результатов

Для этого анализа нужно отобразить деформации и перемещения.

Что делать:

Отобразим деформированное состояние модели для напряжений и перемещений.

Как делать:














Шаг


Интерфейс


Команда на дисплее


1.


F5

View, Select (Отобразить, Выбор)

2.

clip_image046[1] В диалоговом окне View Select: (Отобразить Выбор)


Deformed Style: Deform (Деформированный Стиль: Деформированный) 

Contour Style: Contour (Контурный Стиль: Контурный)

3.

clip_image038[8]

Deformed and Contour Data (Деформированные и Контурные Данные) 


4.

clip_image042[1]

В диалоговом окне Select PostProcessing Data: (Выбрать Данные Последующей Обработки) 


Output Vectors: Deformation: 1..Total Translation (Выходные Вектора: Деформация: 1..Полное Перемещение) 


Output Vectors: Contour: 7026..Plate Top MajorPrn Stress (Выходные Вектора: Контур) 

OK (во всех диалоговых окнах)

5.


Ctrl + Q

View Quick Options (Отобразить Быстрые Опции)

6.

clip_image038[9] Geometry Off (Геометрия Выключена) 




Отключите опцию Node in the Mesh Section (Узел в Разделе КЭ Сетки) 



Done (Готово)
clip_image052

7.

clip_image029[3] Поверните модель так, чтобы увидеть ее заднюю часть.

Примечание: вы можете посмотреть напряжения на обеих сторонах поверхности модели.

clip_image054

Что делать:

Измените настройки контура, чтобы отобразить двусторонние плоские контуры.

Как делать:















Шаг


Интерфейс


Команда на дисплее


1.


F5

View Select (Отобразить Выбор)

2.

clip_image038[10] В диалоговом окне View Select: (Отобразить Выбор) 


Deformed and Contour Data (Деформированные и Контурные Данные)


3.

clip_image038[11]

В диалоговом окне Select PostProcessing Data: (Выбрать Данные Последующей Обратки) 

Contour Options (Контурные Опции)

4.

clip_image046[2]

В диалоговом окне Select Contour Options: (Выбрать Контурные Опции) 

Contour Type: Elemental (Тип Контура: Элементный)

5.

clip_image046[3]

Data Conversion: Average (Преобразование Данных: Нормальный)


6.

clip_image056

Data Conversion: Use Corner Data (Преобразование Данных: Использовать Угловые Данные)


7.

clip_image056[1]

Other Options: Double-Sided Planar Contours (Другие Опции: Двусторонние Плоские Контуры) 



OK (во всех диалоговых окнах)
clip_image058

8.

clip_image029[4] Поверните модель, чтобы увидеть ее заднюю часть.

Примечание: на заднем контуре детали показаны главные напряжения.

clip_image060

Что делать:

Для лучшего понимания двусторонних результатов, измените вид, чтобы показать толщину элемента.

Как делать:













Шаг


Интерфейс


Команда на дисплее


1.


F6

View Options (Отобразить Опции)

2.

clip_image042[2] В диалоговом окне View Options: (Отобразить Опции) 


Options: Element – Orientation/Shape (Опции: Элемент – Ориентация/Очертание), затем…




Element Shape: Show Fiber Thickness (Очертание Элемента: Показать Слой Толщины)


Совет: вы также можете включать или выключать толщину плоских элементов, используя команду Thickness/Cross Section (Сечение Толщина/Пересечение), которая находится в меню View Style (Стиль Отображения).


3.

clip_image046[4]

Tools and View Style (Инструменты и Отображение Стиля)

4. clip_image042[3] Filled Edges (Заполненные Кромки)
5. clip_image056[2] Отключите опцию Draw Entity (Рисовать Объект) 

OK

Совет: вы также можете очень просто включать или выключать опцию плавного отображения результатов между кромками в модели. Для этого, включите или выключите опцию «Filled Edges» (Заполненные кромки), расположенную в меню View Style (Стиль Отображения).


Примечание: на рисунке ниже показана модель с отображенными объемными элементами.

clip_image062


Это конец упражнения. Вы можете не сохранять файл вашей модели.


Комментариев нет:

Отправить комментарий