Нужны рекомендации по расчету сложной конструкции в АНСИСе

[Legeya 0]

Обращаюсь к специалистам в АНСИСе. По роду моей деятельности есть необходимость считать прочность сложных и объемных конструкций. Если конкретно, то имеюся в виду судовые секции и корпус судна вобще. Вот пример. СРазу прошу прощения за качество картинки и самой модели. Набросал грубо левой ногой.

<noindex>http://img266.imageshack.us/my.php?image=hullih0.png</noindex>

В чем суть проблемы. Дело в том, что, во-первых, в книгах по АНСИСу рассматриваются предельно простые случаи и не дают представления о расчете чего-то сложнее балки, пластинки с отверстием и твердотельного диска. А как, например, создать правильную расчетную модель включающую в себя разные типы КЭ: оболочка и балка - не показывается.

Во-вторых, интерфейс самомго АНСИСа не способствует работе с моделями, включающими в себя много деталей.

Сразу скажу, что я новичок в АНСИСе. ПРоштудировал несколько книг по нему (Басова, Чиганова, Каплуна и т.д.), а также изучил примеры расчетов, доступные в интернете (например, <noindex>http://courses.cit.cornell.edu/ansys/shell/index.htm</noindex> ). Прошу помочь советами и рекомендациями. Если кто сталкивался с такой же проблемой, то буду благодарен, если поделитесь опытом. Возможно мои проблемы с интерфейсом можно решить с помощью Workbench-a или ICEM модулей АНСИСа.

Заранее благодарен, надеюсь на понимание и поддержку.

[Борман 2 389]

А как, например, создать правильную расчетную модель включающую в себя разные типы КЭ: оболочка и балка - не показывается.

Проблема в "создать" или в "правильную" ?

Во-вторых, интерфейс самомго АНСИСа не способствует работе с моделями, включающими в себя много деталей.

Это точно. Со временем привыкаешь к имеющимся "компонентам" и "ассамблеям" - жалкие попытки решить проблему.

Если кто сталкивался с такой же проблемой, то буду благодарен, если поделитесь опытом.

На мой взгляд для таких контрукций сетку удоблее всего строить в Гипермеше, поскольку даже такая геометрия является для АНСИСА достаточно суровой.

Заранее благодарен, надеюсь на понимание и поддержку.

Да все понятно... Спрашивай, на то он и форум.

PS. Коллеги, а не превратить ли эту тему в небольшой FAQ ?

[Legeya 0]

Проблема в "создать" или в "правильную" ?

Думаю, скорее именно "правильную". Я когда задался вопросом совмещения разных типов КЭ, пробовал сделать расчет простой конструкции - квардратная облочка разделенная на 4 части ребрами жесткости. Так у меня получилось, что ребра жесткости (beam) оказались никак не связанны с пластиной (shell). Но я знаю точно, что подобное в АНСИСе возможно, потому как, во-первых, это просто обязано там быть ))), а во-вторых, я держал в руках распечатанный отчет об расчете нескольких перекрытий, составленных из оболочек и балок, выполненный в АНСИСе. К сожалению, в отчете никоим образом не указывалось как расчет выполнялся, только результаты.

Со временем привыкаешь к имеющимся "компонентам" и "ассамблеям" - жалкие попытки решить проблему.

На мой взгляд для таких контрукций сетку удоблее всего строить в Гипермеше, поскольку даже такая геометрия является для АНСИСА достаточно суровой.

Не понял по поводу "компонент" и "ассамблей", а также "гипермеша". Если можно, объясните. Изменено 3 декабря 2008 пользователем Legeya

[Борман 2 389]

Legeya

Буду выражаться в терминах комманд АНСИС, а не в терминах его меню..

Я когда задался вопросом совмещения разных типов КЭ...

С этим делом надо очень аккуратно. Надо от узла одного элемента передать нужные степени свободы узлу другого элемента. В некоторых случаях нельзя явно связать некоторые элементы АНСИС, например твердотельный и оболочечный, у твердотельного нет поворотов.. в общем надо следить. В случае с оболочками и балками степени свободы соттветствуют, и можно поступать след. образом (эти способы одинаковы):

- сделать общие узлы (merge). В этом случае все должно быть четко.

- Комманда CE - наклатывает некоторое линейное условие на группу ст. своб. узлов (например ux1-ux2=0).

- Комманда CP - част. сл. CE. Принудительно приравнивает указанные степени свободы (ux1=ux2)

Не понял по поводу "компонент" и "ассамблей", а также "гипермеша". Если можно, объясните.

Элементы можно объединить в группу и назвать деталью (component). Гипермеш (Hypermesh) - софт, предназначенный для построения сложных сеток. Построенную сетку можно передать в АНСИС для счета. Мощный аппарат, одим словом.

[Гость ISPA]

В случае с оболочками и балками степени свободы соттветствуют, и можно поступать след. образом (эти способы одинаковы):

- сделать общие узлы (merge). В этом случае все должно быть четко.

Четко будет только в том случае, если закон изменения неизвестных вдоль ребер будет совпадать. В случае с бапкой и оболочкой не для всех типов элементов будет совпадение. Это называется условием совместности элементов. Даже 3-х и 4-х узловые оболочки не всегда совместны. А это означает, что вдоль ребер в модели будут трещины.

[Борман 2 389]

Четко будет только в том случае, если закон изменения неизвестных вдоль ребер будет совпадать.

Верно, конечно.

Даже 3-х и 4-х узловые оболочки не всегда совместны

Я просто не в курсе. Если 3узл. элемент формулируется как 4 узл. с сдвоенным узлом - тоже не будет совместности ?

[Гость ISPA]

Я просто не в курсе. Если 3узл. элемент формулируется как 4 узл. с сдвоенным узлом - тоже не будет совместности ?

Для оболочки, для 5-ти степеней свободы этот прием не проходит. Для мембраны, (две степени свободы) совместность сохраняется, но возникают проблемы при вычислении деформаций. Ребро то уже вырождено. Поэтому, чтобы сделать “чистый” треугольный элемент переходят в L-координаты.

[Legeya 0]

Сегодня смог поговорить по телефону с одним специалистом по АНСИСу. В диалоге решили, что для связи оболочек и балок нужно балки строить на границах оболочек. Т.е. если вам нужно на кривой оболочке провести балку, то нужно либо сразу построить две поверхности стыкующиеся на линии, по которой идет ребро жесткости, либо рассечь имеющуюся поверхность другой, временной, поверхностью и по получившейся линии пересечения построить балку. Он еще что-то говорил про условия соединения стержней с твердотельными объектами, но я не понял.

Проблему со сложностью моделирования объемной конструкции предложил решать с помощью Workbench. Т.е. смоделировать и задать усилия и граничные условия в Воркбенче, а решить в АНСИСе. Также в Воркбенче можно проще "прилепить" балку к оболочке, не рассекая поверхность.

Буду разбираться с Воркбенчем и пробовать. Посмотрим, что получиться.

По поводу высказанных выше 3-х и 4-х узловых элементов, извините, но я ничего не понял. Наверное тупой или отупел через несколько лет после окончания университета.

[Борман 2 389]

...и по получившейся линии пересечения построить балку.

Надо аккуратно смотреть за тем, что бы балка вдоль линии по всей длине была ориентирована нужным образом.

Он еще что-то говорил про условия соединения стержней с твердотельными объектами, но я не понял.

Нельзя привязать балку к твердому телу, поскольку у тв.т. 3 степени свободы, а у балки 6. Точнее, прикрепить-то можно, только выйдет что-то типа шарнира. Если проблема все таки возникла - надо использовать CE (это если по-аккуратному делать )))

[Legeya 0]

Надо аккуратно смотреть за тем, что бы балка вдоль линии по всей длине была ориентирована нужным образом.

Кстати, да ! Это еще одна для меня проблема. Не могу понять как люди задают правильную ориентацию балки, особенно, если она пущена кривой поверхности. Я знаю только метод указания точки в пространстве с помощью курсора мышки. Но он удобен только для плоских задач или простых моделей. Но в общем случае, фиг его знает куда и как надо тыкнуть чтобы балка пошла по оболочке правильно )))

Нельзя привязать балку к твердому телу, поскольку у тв.т. 3 степени свободы, а у балки 6.

Вы не правильно меня поняли. Я имел в виду стержни, которые link. Т.е. для моделирования натянутых тросов, которые, например, используются в подъемных кранах. Хотя может их тоже правильно присоединить невозможно... Изменено 4 декабря 2008 пользователем Legeya

[Борман 2 389]

чтобы балка пошла по оболочке правильно

В бесконечно удаленную точку.

Хотя может их тоже правильно присоединить невозможно...

Да возможно.. и балки тоже возможно. Невозможного нет ничего.

[Legeya 0]

как передать расчетную модель с Workbench-a в ANSYS ?

[Fedor 1 611]

Домики всякие без проблем делаю используя макросы. Любой сложности.

Просто фрагментами в отдельных модулях. Легко и различные случаи рассматривать.

Стыковка балок и оболочек без проблем с использованием смещений главной оси.

И все достаточно быстро. А всякие закрученные рампы тоже попадаются.

ET,1,BEAM189 ! квадратичный балочный элемент

ET,2,SHELL93

ET,3,SOLID186

Вот типовая комбинация для домика на земле, со сваями и прочей требухой

[Brinzmen 0]

Ребята, подскажите в общих чертах, как в Ансисе задать давление в виде Р=f(t) и сделать анимацию деформирования от т=0 и до предела прочности материала заготовки (плоский лист, свободная вытяжка, сред - вода)?

[Legeya 0]

Домики всякие без проблем делаю используя макросы. Любой сложности.

Просто фрагментами в отдельных модулях. Легко и различные случаи рассматривать.

Стыковка балок и оболочек без проблем с использованием смещений главной оси.

И все достаточно быстро. А всякие закрученные рампы тоже попадаются.

ET,1,BEAM189 ! квадратичный балочный элемент

ET,2,SHELL93

ET,3,SOLID186

Вот типовая комбинация для домика на земле, со сваями и прочей требухой

А можно как-то подробнее это объяснить ? И о стыковке с помощью смещения главной оси я не понял. Буду очень признателен.

[Fedor 1 611]

Посмотрите внимательно Sections и все с ним связанное, Вам нужны off , а примерчик как использовать подпрограммы есть в последней статье на www.pinega.da.ru

Просто логически разбиваете задачу на фрагменты с помощью макросов. Я обычно поэтажно делаю, если этажи разные. Если одинаковые, то проще вытянуть как объемы и удалить лишнее. Можете написать типовые, бывают полезны когда много похожих элементов, с параметризацией. Лучше сначала обеспечить приличную геометрию, потом разбиение на элементы обычно несложно делать. Ну и отдельно нагрузки и условия. Если надо модифицировать, то отдельные макросы для изменений. Всегда удобно откатиться если не понравится. Просто не вызывайте макрос и все. Вся задача в одном файле и несколько if ов.

Не ленитесь комментировать, когда через год-полгода понадобиться вернуться, код очень помогает.

Для редактирования кода удобен UEStudio так как позволяет редактировать столбиками.

Что-то кнопочками делаете, а потом код забираете и причесываете. Руку набъете, все очень быстро делается. И с чертежами ковыряться не надо. Наставили нужных точек в Autocad забрали через List подредактировали линиями соединили и все дела

[Nomura_Sun 0]

Обращаюсь к специалистам в АНСИСе. По роду моей деятельности есть необходимость считать прочность сложных и объемных конструкций. Если конкретно, то имеюся в виду судовые секции и корпус судна вобще. Вот пример. СРазу прошу прощения за качество картинки и самой модели. Набросал грубо левой ногой.

<noindex>http://img266.imageshack.us/my.php?image=hullih0.png</noindex>

В чем суть проблемы. Дело в том, что, во-первых, в книгах по АНСИСу рассматриваются предельно простые случаи и не дают представления о расчете чего-то сложнее балки, пластинки с отверстием и твердотельного диска. А как, например, создать правильную расчетную модель включающую в себя разные типы КЭ: оболочка и балка - не показывается.

Во-вторых, интерфейс самомго АНСИСа не способствует работе с моделями, включающими в себя много деталей.

Сразу скажу, что я новичок в АНСИСе. ПРоштудировал несколько книг по нему (Басова, Чиганова, Каплуна и т.д.), а также изучил примеры расчетов, доступные в интернете (например, <noindex>http://courses.cit.cornell.edu/ansys/shell/index.htm</noindex> ). Прошу помочь советами и рекомендациями. Если кто сталкивался с такой же проблемой, то буду благодарен, если поделитесь опытом. Возможно мои проблемы с интерфейсом можно решить с помощью Workbench-a или ICEM модулей АНСИСа.

Заранее благодарен, надеюсь на понимание и поддержку.

Если тема еще актуальна

Как создать КЭ модель такой конструкцию, как на вашей картинке:

возможны два подхода

1 Загрузить геометрическую модель в Ансис

2 используя shell и beam элементы ее разбить (+набор материалов, real constants, components and assembly, ориентация балок)

3 отредактировать ориентацию (нормали) всего этого хозяйства (днища, бортов, танков) для задания давлений

другой вариант

1-2 сразу создавать КЭМ используя линии теоретического чертежа

3 - так же как и в первом случае.

Необходимости использования ICEM и Workbench не вижу, имхо.

Можете в Рино (судя по вашей картинке) по ТЧ сделать корпус судна (или его часть) из поверхностей и порезать их шпангоутами, стрингерами и пр.

КЭМ обшивки делаете по геометрии, а набор сразу делаете из узлов и элементов. Заранее создайте RC ребер, тавров (не забывайте про ширину присоединенного пояска)

При работе с shell удобно все это дело группировать по номерам RC - например, если палуба будет группа 1, толщина листа 12, лист 1 - тогда номер RC 11201

Выбор размера КЭ также важен, смотря что считаете общая - местная прочность. Общая, устойчивость, св колебания - ориентируйтесь на размер шпации, концентрация напряжений/местная вибрация - поменьше.