fidesys
Решается задача об изгибе трубы под действием силы тяжести. Геометрическая модель задачи представлена на рисунках ниже:
Боковые грани жестко закреплены по всем перемещениям и поворотам. Параметры материала E = 30e6 psi, ν = 0.0, p=0.00073 lb-sec2/in4. Сила тяжести задается через ускорение g=386 in/sec2. Геометрические размеры модели: L=200 in, d0=2 in, di=1 in.
В силу симметрии задачи, далее будет рассматриваться половина трубы (L/2).
Критерий прохождения теста: перемещение в центре трубы uyy в точке D (0, d0/2, 0) равно -0.12529 in с точностью 3%
Построение модели
Создайте первый круглый цилиндр. На панели команд выберите Режим - Геометрия, Объект - Объем, Действие - Создать. Из списка геометрических примитивов выберите Цилиндр. Задайте необходимые размеры цилиндра. Нажмите Применить.
Создайте второй цилиндр. Для этого в поле Радиус измените значение на 0.5. Нажмите Применить. В результате в дереве объектов отобразятся два только что созданных объекта (Объем 1 и Объем 2).
Вычтите второй цилиндр из первого. На панели команд выберите Режим - Геометрия, Объект - Объем, Действие - Логические операции. Из списка операций выберите Вычесть. Задайте необходимые параметры и нажмите Применить. В результате в дереве объектов останется только один объём (Объем 1).
Поместите объем к началу координат. На панели команд выберите Режим - Геометрия, Объект - Объем, Действие - Преобразовать. Из списка возможных видов разрезов выберите Переместить. Задайте требуемые параметры и нажмите Применить. Таким образом, центр левого конца трубы помещен в начало координат.
Построение сетки
Установите примерный размер элементов. На панели команд выберите Режим - Сетка, Объект - Объемная, Действие - Интервалы. Из выпадающего списка выберите Задать размер. Укажите объем и примерный размер элементов. Нажмите Применить.
Выберите способ построения сетки. На панели команд выберите Режим - Сетка, Объект - Объемная, Действие - Построение сетки. Из выпадающего списка выберите Протяжка. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить схему, Построить сетку.
Полученное количество элементов можно посмотреть на странице свойств, кликнув на надпись Объем 1 в дереве объектов слева.
Также для просмотра свойств сетки можно выполнить следующие действия:
- Выделите всю модель;
- Кликните правой кнопкой мыши по модели;
- В появившемся меню выберите Вывести информацию - Вывести информацию о сетке;
- В командной строке появится информация о сетке.
Задание граничных условий
Закрепите правую боковую грань по всем перемещениям. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Перемещение, Действие - Создать. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
Аналогично закрепите левую боковую грань в направлениях X и Z. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Перемещение, Действие - Создать. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
Задайте силу тяжести. На панели команд выберите Режим - Граничные условия, Объект - Гравитация, Действие - Создать. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
Задание материала и свойств блока
Создайте материал. На панели команд выберите Режим - Материал, Объект - Управление материалами. В открывшемся окне Управление материалами во второй колонке кликните мышкой по надписи Укажите название материала и напишите «Material 1». Нажмите клавишу ENTER.
В колонке свойств откройте список Упругость и перетащите название Материал Гука в колонку Свойства материала, затем перейдите в раздел и перетащите Общие → Плотность. Задайте необходимые значения.
Нажмите Применить. Закройте окно Управление материалами.
Создайте блок одного типа материала. На панели команд выберите Режим - Блоки, Объект - Блок, Действие - Добавить сущность в блок. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
Задайте параметры блока. На панели команд выберите Режим - Блоки, Объект - Блок, Действие - Свойства/параметры блока. Задайте необходимые параметры. Нажмите Применить.
Запуск расчёта
Для запуска на расчет в CAE Fidesys выберите на панели команд Режим - Настройки расчета, Настройки расчета - Статический, Статический - Общие. Задайте требуемые параметры и нажмите Применить, Начать расчет.
Анализ результатов
Откройте файл с результатами. Это можно сделать тремя способами:
Нажмите Ctrl+E;
В главном меню выберите Расчёт - Результаты. Нажмите Открыть результат;
На панели команд выберите Результаты (Режим - Результаты, Результаты - Открыть Результат).
Появится окно FidesysViewer, в котором вы сможете ознакомиться с результатами расчёта. На верхней панели выберите данные результата расчета для отображения. Из первого выпадающего списка выберите Перемещения, из второго – Y.
Проверьте максимальное значение Uyy в выбранной точке D. На цветовой легенде максимальное по модулю перемещение (синим) соответствует значению -0.128. Полученное значение -0.128 отличается от требуемого -0.12529 на 2.12%.
Выгрузите числовые данные. В главном меню выберите Файл → Сохранить данные либо нажмите Ctrl+S. Введите имя файла (формат *.csv), оставьте по умолчанию. Нажмите ОК. Сохранённый файл представляет собой обычную таблицу числовых данных, которую можно открыть любым текстовым редактором.
Можно посмотреть, как деформируется тело под приложенным давлением. Для этого выберите Фильтры - Алфавитный указатель - Деформировать по вектору. Во вкладке Свойства установите множитель масштаба и нажмите Применить. В результате отобразится деформированное тело.
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 Cylinder height 100 radius 1 create Cylinder height 100 radius 0.5 subtract volume 2 from volume 1 move Volume 1 z 50 include_merged volume 1 size 0.25 volume 1 redistribute nodes off volume 1 scheme Sweep sweep transform least squares volume 1 autosmooth target on fixed imprints off smart smooth off volume 1 redistribute nodes off volume 1 scheme Sweep sweep transform least squares volume 1 autosmooth target on fixed imprints off smart smooth off mesh volume 1 create displacement on surface 8 dof all fix 0 create displacement on surface 9 dof 1 dof 3 fix 0 create gravity global modify gravity 1 dof 2 value -386 create material 1 modify material 1 name 'Material1' modify material 1 set property 'MODULUS' value 3e+07 modify material 1 set property 'POISSON' value 0 modify material 1 set property 'DENSITY' value 0.00073 set duplicate block elements off block 1 add volume 1 block 1 material 1 cs 1 element solid order 1 analysis type static elasticity dim3
