Статический расчет модели корпуса телескопа из трехслойной сотовой конструкции под действием перегрузки

Построение модели

Создайте кривую. На панели команд выберите Режим - Геометрия, Объект - Кривая, Действие - Создать. Из выплывающего списка выберите Линия и задайте требуемые параметры. Нажмите Применить.

Для создания второй кривой повторите эти действия, изменив расположения на 0.7 0 -0.4 и -0.7 0 -0.45.

Создайте несколько вершин, для этого на панели команд выберите Режим - Геометрия, Объект - Вершина, Действие - Создать. Из списка геометрических примитивов выберите Расположение и задайте расположение 0.4 0 0. Нажмите Применить.

Проделайте то же самое для расположения: -0.4 0 0.

Создайте дугу. На панели команд выберите Режим - Геометрия, Объект - Кривая, Действие - Создать. Из выпадающего списка выберите Дуга или окружность и задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.

Для создания второй дуги повторите действия, как было сделано выше.

Удалите лишние вершины. На панели команд выберите Режим - Геометрия, Объект - Вершина, Действие - Удалить. Введите ID вершин и нажмите Применить.

Сделайте протяжку кривых. На панели команд выберите Режим - Геометрия, Объект - Поверхность, Действие - Создать. Из списка геометрических примитивов выберите Протяжка и задайте требуемые параметры. Нажмите Применить.

Срастите кривые. На панели команд выберите Режим - Геометрия, Объект - Кривая, Действие - Срастить. Из выпадающего списка выберите Срастить и задайте ID кривых. Нажмите Применить.

Задание материала и свойств блока

Создайте первый материал. На панели команд выберите Режим - Материал, Объект - Управление материалами. В открывшемся виджете Управление материалами в средней колонке укажите имя первого материала. В колонке свойств откройте список Упругость и перетащите Ортотропный материал в колонку Свойства материала, затем в левой колонке перейдите в раздел и перетащите Общие → Плотность. Задайте необходимые значения. Нажмите Применить.

Создайте второй материал. В колонке свойств из раздела Упругость перетащите Ортотропный материал в колонку Свойства материала, затем в левой колонке перейдите в раздел и перетащите Общие → Плотность. Задайте необходимые значения. Нажмите Применить и закройте окно Управление материалами.

Создайте декартову СК, относительно которой будут ориентироваться слои многослойного пакета. На панели команд выберите Режим - Система координат, Система координат - Создать. Из выпадающего списка выберите тип - Декартова и задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.

Создайте первый блок. На панели команд выберите Режим - Блоки, Объект - Блок, Действие - Добавить сущность в блок. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.

Задайте свойства первому блоку. На панели команд выберите Режим - Блоки, Объект - Блок, Действие - Свойства/параметры блока. Задайте ID блока и выберите из выпадающих списков: Оболочка, Декартова СК 2. Затем необходимо задать свойства оболочки, для этого нажмите на кнопку . Введите необходимые параметры. Нажмите Применить.

Закройте окно Задать свойства оболочки. Нажмите Применить.

Построение сетки

Постройте сетку на модели. На панели команд выберите Режим - Сетка, Объект - Поверхностная, Действие - Интервалы. Из выпадающего списка выберите Задать размер и задайте необходимые параметры. Нажмите Применить, Построить сетку.

Создание точечной массы

Создайте вершину, для этого на панели команд выберите Режим - Геометрия, Объект - Вершина, Действие - Создать. Из списка геометрических примитивов выберите Расположение и задайте расположение 0 1.8 0. Нажмите Применить.

Постройте сетку на вершине. На панели команд выберите Режим - Сетка, Объект - На вершинах, Действие - Построение сетки. Из выпадающего списка выберите Построение сетки и задайте необходимые параметры. Нажмите Построить сетку.

Создайте второй блок. На панели команд выберите Режим - Блоки, Объект - Блок, Действие - Добавить сущность в блок. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.

Задайте свойства второму блоку. На панели команд выберите Режим - Блоки, Объект - Блок, Действие - Свойства/параметры блока. Задайте ID блока и выберите из выпадающего списка: Точечная масса. Затем необходимо задать свойства точечной массе, для этого нажмите на кнопку . Введите необходимые параметры. Нажмите Применить.

Закройте окно Задать свойства точечной массы. Нажмите Применить.

Задание граничных условий

Задайте связь между вершиной и кривыми. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Связи, Действие - Создать. Задайте необходимые параметры и нажмите Применить.

Задайте силу гравитации. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Гравитация, Действие - Создать. Укажите необходимые параметры и нажмите Применить.

Жёстко закрепите низ корпуса телескопа. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Перемещение, Действие - Создать. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.

Запуск расчета

Задайте настройки расчета. На панели команд выберите Режим - Настройки расчета, Настройки расчета - Статический, Статический - Общие. Задайте требуемые параметры и нажмите Применить.

Задайте дополнительные настройки. На панели команд выберите Режим - Настройки расчета, Настройки расчета - Статический, Статический - Поля вывода. Задайте требуемые параметры и нажмите Применить.

Задайте параметры решателя. На панели команд выберите Режим - Настройки расчета, Настройки расчета - Статический, Статический - Решатель. Выберите тип решателя и нажмите Применить, Начать расчет.

Анализ результатов

Откройте файл с результатами. Это можно сделать тремя способами:

  • Нажмите Ctrl+E;

  • В главном меню выберите Расчёт - Открыть результат;

  • На панели команд выберите Результаты (Режим - Результаты, Результаты - Открыть Результат).

Появится окно FidesysViewer, в котором вы сможете ознакомиться с результатами расчёта.

Отобразите деформированный вид модели. Установите фокус в дереве объектов на ваш файл и отобразите для него Фильтры – Алфавитный указатель – Деформировать по вектору. Во вкладке Свойства установите значение 10000 в поле Множитель масштаба. Нажмите Применить.

Так как данный фильтр больше не потребуется его можно удалить, для это нажмите правой кнопкой мыши на созданный фильтр и Удалить.

Далее подключите фильтр Система координат, чтобы посмотреть перемещения в отдельно созданной СК, для этого выберите Фильтр - Алфавитный указатель - Система координат. В появившемся фильтре на странице Свойств выберите тип СК слоев оболочек и установите необходимые величины для обработки. Нажмите Применить.

В результате можно посмотреть напряжения в системе координат каждого слоя, если отображать напряжения в слоях без применения фильтра СК, то напряжения будут отображаться в глобальной СК.

Напряжения вдоль волокна 4-го слоя:

Использование консольного интерфейса

Построение геометрии, генерацию сетки, задание граничных условий и материалов можно выполнить с использованием консольного интерфейса. Ниже приведён код программы, позволяющий выполнить шаги описанного выше руководства, необходимо только самостоятельно указать полный путь и название сохраняемого файла.

reset
create curve location 0.7 0 0.45 location -0.7 0 0.45
create curve location 0.7 0 -0.45 location -0.7 0 -0.45
create vertex location 0.4 0 0 
create vertex location -0.4 0 0 
create curve arc center vertex 6  2  4   preview
create curve arc center vertex 6  2  4  
create curve arc center vertex 5  1  3  
delete vertex 5 6 
sweep curve 3 1 2 4  vector 0 1 0  distance 1.8 
merge curve all 
create material 1
modify material 1 name 'углеволокно'
modify material 1 set property 'ORTHOTROPIC_G_YZ' value 3.0e+09
modify material 1 set property 'ORTHOTROPIC_G_XZ' value 4.5e+09
modify material 1 set property 'ORTHOTROPIC_G_XY' value 4.5e+09
modify material 1 set property 'ORTHOTROPIC_PR_YZ' value 0.4
modify material 1 set property 'ORTHOTROPIC_PR_XZ' value 0.27
modify material 1 set property 'ORTHOTROPIC_PR_XY' value 0.27
modify material 1 set property 'ORTHOTROPIC_E_Z' value 8.2e+09
modify material 1 set property 'ORTHOTROPIC_E_Y' value 8.2e+09
modify material 1 set property 'ORTHOTROPIC_E_X' value 1.1e+11
modify material 1 set property 'DENSITY' value 1490
create material 2
modify material 2 name 'алюминиевые соты'
modify material 2 set property 'ORTHOTROPIC_G_YZ' value 3.5e+07
modify material 2 set property 'ORTHOTROPIC_G_XZ' value 6.9e+07
modify material 2 set property 'ORTHOTROPIC_G_XY' value 1
modify material 2 set property 'ORTHOTROPIC_PR_YZ' value 0.001
modify material 2 set property 'ORTHOTROPIC_PR_XZ' value 0.001
modify material 2 set property 'ORTHOTROPIC_PR_XY' value 0.47
modify material 2 set property 'ORTHOTROPIC_E_Z' value 2.5e+08
modify material 2 set property 'ORTHOTROPIC_E_Y' value 1e+06
modify material 2 set property 'ORTHOTROPIC_E_X' value 1e+06
modify material 2 set property 'DENSITY' value 80
create cs type cartesian origin vertex 2  dir1 vertex 12  dir2 vertex 1
set duplicate block elements off
block 1 add surface 1 3 4 2 
create shell properties 1
modify shell properties 1 layer count 9
modify shell properties 1 layer 1 thickness 0.001
modify shell properties 1 layer 1 material 1
modify shell properties 1 layer 1 angle 0
modify shell properties 1 layer 2 thickness 0.001
modify shell properties 1 layer 2 material 1
modify shell properties 1 layer 2 angle 45
modify shell properties 1 layer 3 thickness 0.001
modify shell properties 1 layer 3 material 1
modify shell properties 1 layer 3 angle -45
modify shell properties 1 layer 4 thickness 0.001
modify shell properties 1 layer 4 material 1
modify shell properties 1 layer 4 angle 90
modify shell properties 1 layer 5 thickness 0.05
modify shell properties 1 layer 5 material 2
modify shell properties 1 layer 5 angle 0
modify shell properties 1 layer 6 thickness 0.001
modify shell properties 1 layer 6 material 1
modify shell properties 1 layer 6 angle 90
modify shell properties 1 layer 7 thickness 0.001
modify shell properties 1 layer 7 material 1
modify shell properties 1 layer 7 angle -45
modify shell properties 1 layer 8 thickness 0.001
modify shell properties 1 layer 8 material 1
modify shell properties 1 layer 8 angle 45
modify shell properties 1 layer 9 thickness 0.001
modify shell properties 1 layer 9 material 1
modify shell properties 1 layer 9 angle 0
modify shell properties 1 eccentricity 0.5
modify shell properties 1 layer direction normal
modify shell properties 1 thickness_change on
block 'Block 1' cs 2 element shell order 2
block 'Block 1' shell properties 1
surface all size 0.05
mesh surface all
create vertex location 0 1.8 0 
mesh vertex 19 
set duplicate block elements off
block 2 add vertex 19 
create lumpmass properties 1
modify lumpmass properties 1 mass 100
block 'Block 2' cs 1 element lumpmass
block 'Block 2' lumpmass properties 1
create coupling master vertex 19 slave curve 11 5 8 14  distance
create gravity global
modify gravity 1 dof 1 value 5
modify gravity 1 dof 2 value -50
create displacement  on curve 2 4 1 3  dof all fix
analysis type static elasticity dim3
static results everysubstep 1
output nodalforce on energy off midresults on record3d on material on without_smoothing off fullperiodic off
solver method direct use_uzawa auto try_other off