Построение конечной элементной модели стержня

7.1.1 Переходим в систему единиц измерения СИ:

Вводим в командной строке:    «/UNITS,SI» и нажимаем ввод.

7.1.2 Задаем тип конечного элемента

Используя интерактивное меню пользователя, входим в окно препроцессора (Preprocessor), далее выбираем меню «тип элемента (elements type)», выбираем клавишу «add / edit / delete /…», выбираем клавишу «добавить (add)», после чего в появившемся окне «Library of Element Types» выбираем необходимый элемент (твердотельный двумерный стержневой элемент с одной степенью свободы «BEAM – 3D elastic 4»). Далее нажимаем ввод.

7.1.3 Задаем опции элемента

Используя интерактивное меню пользователя, входим в окно препроцессора (Preprocessor), далее выбираем меню «тип элемента (elements type)», выбираем клавишу «add / edit / delete /…», выбираем клавишу «Options», в появившемся окне «BEAM 4 element type options» в строке «output at extra intermed pts K9» выбираем «9 intermed pts». Далее нажимаем Ok.

7.1.3 Задаем свойства материала (модуль Юнга первого рода и коэффи-

    циент Пуассона)

    Материал стержня считаем идеально упругим и изотропным

Путь в меню:

Preprocessor> material props > material models > structural > linear > elastic > isotropic >

В появившемся окне задаем модуль Юнга и коэффициент Пуассона:

EX=2E11                 модуль Юнга первого рода

PRXY=0.3 – OK     коэффициент Пуассона

7.1.5 Задаем постоянные элемента.

Задаем площадь поперечного сечения A = 0,01 м²

Путь в меню:

Preprocessor > real constants > add / edit / delete > add >

в появившемся окне задаем:

AREA = 0.0019625 - площадь поперечного сечения стерня;

IZZ = 0.000000306   - момент инерции поперечного сечения    

относительно оси z

IYY = 0.000000306 - момент инерции поперечного сечения

относительно оси y;

TKZ = 0.05                        - ширина поперечного сечения по оси z;

TKY = 0.05                       - ширина поперечного сечения по оси y;

IXX = 0.000000613 - полярный момент инерции поперечного

сечения.

7.1.5 Задаем опорные точки (рис. 6).

Путь в меню:

Preprocessor > modeling create > keypoints > in active CS >

Далее вводим координаты опорных точек: (точка 1 (0;0), точка 2 (2;0),  точка 3 (4;0), точка 4 (6;0), точка 5 (8;0)).

 

       

              Рис. 6.                                                        Рис. 7. 

7.1.6 Генерируем опорные линии (рис. 7)

Путь в меню:

Preprocessor > modeling create > lines > straight line >

Далее, при помощи курсора указываем опорные точки (точки 1 и 2), являющиеся началом и концом первой линии. После чего, аналогичным образом, строим вторую линию, соединяя вторую и третью точки и так далее 3 и 4, 4 и 5-ую точки.

7.1.7 Задаем число конечных элементов на опорных линиях (рис. 8).

Путь в меню:

Preprocessor > meshing > size cntrls > picked lines >

Курсором указываем нужную линию и вводим число конечных элементов (в нашем случае каждой участок делим на 50 отрезков).

7.1.8 Генерируем конечно-элементную модель стержня (рис. 9).

Путь в меню:

Preprocessor > meshing – mesh > lines >

Далее нажимаем кнопку «pick all» (генерировать элементы на всех линиях).

             

                 Рис. 8.                                                      Рис. 9.

Задаем граничные условия.

7.2.1 Задаем условия закрепления (рис. 10).

Путь в меню:

Preprocessor > loads > loads apply > displacement > on keypoints >

курсором указываем первую точку. В появившемся окне нажимаем кнопку «all dof» (закрепляем все степени свободы).

7.2.2 Задаем условия нагружения.

      

             Рис. 10.                                      Рис. 11.

 

7.2.2.1 Задаем сосредоточенные моменты (рис. 11).

Путь в меню:

Preprocessor > loads > loads apply > force/moment > on keypoints >

указываем точку 2, в которой действует сосредоточенный момент M ₁ в появившемся окне выбираем MX и задаем значение момента 50. Аналогично указываем точку 3, в которой действует сосредоточенный момент M _2, и задаем значение момента -40.

7.2.2.2 Задаем распределенный момент (рис. 12).

· Выбираем линию приложения распределенной нагрузки.

Путь в меню:

Utility Menu > Select > entities > lines

Далее курсором указываем линии между точками 3 и 4, 4 и 5, на которых действует распределенный момент.

· Выбираем узлы, принадлежащие выбранной линии

Путь в меню:

Select > entities > nodes > attached to >

Выбираем все узлы принадлежащие выделенной линии (нажимаем кнопку «lines all»)

· Задаем сосредоточенные моменты во всех узлах.

Путь в меню:

Preprocessor > loads > loads apply > force/moment > on nodes > pick all >

в диалог-окне выбираем MX и задаем значение силы в каждом узле.

Рис. 12.

 

· Выделяем все объекты

Путь в меню:

Utility Menu > Select > everything.

    7.3 Сохраним файл базы данных конечно-элементной модели