задание ГУ и настроек решателя в Ansys Mechanical Transient

31 августа 2011

Всем доброго дня!

Недавно начал изучать динамические расчёты в Ansys (имеется ввиду расчёт неявными методами

интегрирования в типе анализа transient) и столкнулся с рядом вопросов по заданию ГУ и настроек

решателя, ответы на которые мне так и не удалось найти. Надеюсь на ваш совет.

Рассмотрим простейший пример.

Пружинка (k=100) закреплена с одной стороны, с другой стороны закреплена точечная масса (m=2).

Будем растягивать пружинку за незакрепленный конец смещением (dy=1e-4) при различных настройках

решателя, а затем отпускать его.

Жесткость 100

Масса 2

Растяжение 1e-4

Период свободных колебаний ~0.89

Потенциальная энергия в растянутом состоянии 5e-7

1. Статика.

finish

/clear

/PREP7					



ANTYPE,TRANS			  ! TRANSIENT DYNAMIC ANALYSIS

TRNOPT,full

ET,1,COMBIN40,,,2,,,2	 ! Y DOF ELEMENTS, MASS AT NODE J

R,1,100,,2			   ! TWO DAMPING RATIOS

N,1

N,2

E,1,2

M,2,UY		   





/SOLU 

TIME,1e-1 

timint,off

DELTIM,5E-3			! INTEGRATION TIME STEP SIZE

KBC,1				   ! STEP BOUNDARY CONDITIONS

D,1,UY,0

d,2,uy,1e-4

lswrite,1



time,1

timint,on

deltim,5e-3

ddele,2,all,all

lswrite,2



outres,all,all

lssolve,1,2,1









FINISH

/POST26

NSOL,2,2,U,Y,UY		  ! STORE UY DISPLACEMENTS OF APPROPRIATE NODES

/GRID,1				   ! TURN GRID ON

/AXLAB,Y,DISP			 ! Y-AXIS LABEL AS DISP



deriv,3,2,1,,vel,,,

deriv,4,2,1,,vel*0.1,,,0.1

/GRID,1				   ! TURN GRID ON

PLVAR,2,4				! DISPLAY VARIABLES 2 AND 3



prod,5,3,3,,KE,,,0.5,2 !KE

prod,6,2,2,,PE,,,0.5,100 !PE

/GRID,1				   ! TURN GRID ON

/AXLAB,Y,Energy			 ! Y-AXIS LABEL AS DISP

PLVAR,5,6

Несмотря на то, что включен анализ transient, на 1 шаге решается статическая задача.

Отметим, что интегрирование по времени отключено (timint,off) и нагрузка прикладывается ступенчато (kbc,1)

Полученные результаты действительно соответствуют статическому расчету.

<noindex>http://www.fayloobmennik.net/930529</noindex>

<noindex>http://www.fayloobmennik.net/930535</noindex>

31 августа 2011

2. Повторим предыдущий расчет с тем лишь отличием, что на первом нагрузочном шаге нагрузку приложим линейно (kbc,0), а не ступенчато (kbc,1).

Результаты

Полученные результаты говорят о том, что при таких настройках, к концу 1го шага нагружения грузик обладает скоростью, соответствующей линейному нарастанию перемещения.

<noindex>смещение+скорость</noindex>

<noindex>кинетическая и потенциальная энергии</noindex>

31 августа 2011

3. До этого момента особых вопросов не возникало. Захотелось посчитать все тоже самое, но с учетом интегрирования по времени на первом шаге. Казалось, для пружинки это не должно дать никаких видимых отличий от расчета с условным номером 2, должно было получится ровно тоже самое. Но нет, результат получился другой.

finish

/clear

/PREP7					



ANTYPE,TRANS			  ! TRANSIENT DYNAMIC ANALYSIS

TRNOPT,full

ET,1,COMBIN40,,,2,,,2	 ! Y DOF ELEMENTS, MASS AT NODE J

R,1,100,,2			   ! TWO DAMPING RATIOS

N,1

N,2

E,1,2

M,2,UY		   





/SOLU 

TIME,1e-1 

timint,on

DELTIM,5E-3			! INTEGRATION TIME STEP SIZE

KBC,0				   ! STEP BOUNDARY CONDITIONS

D,1,UY,0

d,2,uy,1e-4

lswrite,1



time,1

timint,on

deltim,5e-3

ddele,2,all,all

lswrite,2



outres,all,all

lssolve,1,2,1





FINISH

/POST26

NSOL,2,2,U,Y,UY		  ! STORE UY DISPLACEMENTS OF APPROPRIATE NODES

/GRID,1				   ! TURN GRID ON

/AXLAB,Y,DISP			 ! Y-AXIS LABEL AS DISP



deriv,3,2,1,,vel,,,

deriv,4,2,1,,vel*0.1,,,0.1

/GRID,1				   ! TURN GRID ON

PLVAR,2,4				! DISPLAY VARIABLES 2 AND 3



prod,5,3,3,,KE,,,0.5,2 !KE

prod,6,2,2,,PE,,,0.5,100 !PE

/GRID,1				   ! TURN GRID ON

/AXLAB,Y,Energy			 ! Y-AXIS LABEL AS DISP

PLVAR,5,6				! DISPLAY VARIABLES 2 AND 3

Результаты

Результаты оказались совсем не такими, как ожидалось. Во-первых скорость выдаваемая Ansys автоматически почему-то не постоянная на первом шаге нагружения, а испытывает непонятные мне скачки (при этом скорость, вычисленная по производной дает корректный результат). Во-вторых, в момент окончания 1 шага нагружения, скорость испытывает скачок, причем величина скачка зависит от длительности подшага нагружения (deltim), что явно указывает на ошибочность полученных результатов.

<noindex>перемещение и скорость</noindex>

<noindex>энергии</noindex>

Резюме

К сожалению, не получилось объяснить полученные результаты динамического расчета. Есть большие сомнения в их достоверности. Не ясно как правильно настроить решатель для получения адекватного решения. Может кто-то подскажет как это реализовать.

Конечно рассматривать пружинку в динамической постановке с учетом инерционных эффектов не интересно, но точно такие же проблемы у меня возникали в твердотельных моделях.

2 сентября 2011

Похоже, что я плохо изложил свой вопрос. Попробую изложить его более лаконично.

Подскажите, пожалуйста, позволяет ли Ansys Transient учесть динамику деформаций конструкции при следующих граничных условиях:

-закрепление основания

-известная зависимость перемещения от времени u(t) для другой границы объекта ?

При этом накладываются ли какие-то ограничения на саму зависимость u(t) или она может быть любой?

2 сентября 2011

А как же!

Вот пример.

Finish
/CLEAR,START

/Prep7
ET,1,BEAM189

MPTEMP,,,,,,,,  
MPTEMP,1,0  
MPDATA,EX,1,,20000  
MPDATA,PRXY,1,,0.3 
MPDATA,DENS,1,,8e-10 

K, ,,,, 
K, ,50,,,   
K, ,50,50,, 
K, ,100,50,,
K, ,100,-20,,   
K, ,200,-20,,   
K, ,200,-20,,   

LSTR,       1,       2  
LSTR,       2,       3  
LSTR,       3,       4  
LSTR,       4,       5  
LSTR,       5,       6  

SECTYPE,   1, BEAM, RECT, , 0   
SECOFFSET, CENT 
SECDATA,5,2,10,10,0,0,0,0,0,0   
ESIZE,2,0,  

LMESH,All

D,NODE(200,-20,0),,,,,,ALL

/SOLU    
k=5	! количество волн
stp=12*k
Frq=83.7	! частота возбуждения в Гц

g=9.801			! м/сек2
a=5*g			! ускорение основания в g
w=2*(2*asin(1))*Frq	! рад/сек
DisZ=a/(w*w)		! м, амплитуда перемещения основания

*dim,dt,table,stp,1,,T
dt(0,1)=1
Tim=(1/Frq)*k
Tstp=Tim/stp

*do,i,1,stp	! заполнение таблицы перемещение\время
dt(i,0)=i*Tstp
dt(i,1)=DisZ*sin(asin(1)*4*Tstp*i*Frq)
*enddo

*vplot,dt(1,0),dt(1,1)	! вывод синуса нагружения
/wait,3

*do,i,1,stp

ANTYPE,TRANS
TRNOPT,full
OUTRES,,1
AUTOTS,1
NSUBST,1
KBC,0
NLGEOM,On
TIME,i*Tstp

D,1,Uz,DT(i*Tstp,1)
Solve

*enddo

FINISH

/syp,del,'1.s*'
/sys,exit

/POST26 
NSOL,2,52,U,Z, 
NSOL,3,1,U,Z, 
XVAR,1  
PLVAR,2,3

/wait,3

/POST1  

/DSCALE,ALL,AUTO
/EFACET,1   
PLNSOL, U,SUM, 0,1.0
/USER,  1   
/FOC,   1,   104.424548529    ,  -7.86252037291    ,   29.9466901406
/VIEW,  1, -0.514994066141    , -0.790874228597    ,  0.330604093110
/ANG,   1,   64.6383911881  
/FOC,   1,   97.4469241666    ,  -13.7252724732    ,   5.05245906896

PLNS,U,SUM  
ANTIME,stp,0.5E-01, ,1,1,1,stp

5 сентября 2011

Влад, огромное спасибо, буду разбираться

Войти

задание ГУ и настроек решателя в Ansys Mechanical Transient

Рекомендованные сообщения

nofate 0

Ссылка на сообщение

Поделиться на других сайтах

nofate 0

Ссылка на сообщение

Поделиться на других сайтах

nofate 0

Ссылка на сообщение

Поделиться на других сайтах

nofate 0

Ссылка на сообщение

Поделиться на других сайтах

Влад. 6

Ссылка на сообщение

Поделиться на других сайтах

nofate 0

Ссылка на сообщение

Поделиться на других сайтах

Присоединяйтесь к обсуждению

Сейчас на странице 0 пользователей

Сообщения

Сообщество

Активность