Материалы по решению статических задач в Фидесис

В данном примере рассматривается нагружение сегмента диска, испытывающего силовое воздействие на внешние параллелепипедные элементы, имитирующие лопасти. Диск закреплен на внутреннем диаметре.

Рассматривается часть диска. Задача решается с использованием периодических граничных условий.

Построение модели

1.Создайте первый круговой цилиндр.

На панели команд выберите модуль построения объёмной геометрии (Режим — Геометрия, Объект —Объем, Действие — Создать).

Из списка геометрических примитивов выберите Цилиндр. Задайте параметры:

Высота: 1;
Тип сечения: круговой;
Радиус: 10.

Нажмите Применить.

2.Создайте второй круговой цилиндр.

Из списка геометрических примитивов выберите Цилиндр. Задайте параметры:

Высота: 1;
Тип сечения: круговой;
Радиус: 1.

Нажмите Применить.

3.Вычтите второй цилиндр из первого.

На панели команд выберите модуль построения объёмной геометрии (Режим — Геометрия, Объект —Объем, Действие — Логические операции).

Из списка операций выберите Вычесть. Задайте следующие параметры:

ID тел: 1 (объёмы, из которых будут вычтены другие объёмы);
Вычесть тела (ID): 2 (объёмы, которые будут вычтены).

Нажмите Применить.

4.Оставьте сегмент.

На панели команд выберите модуль построения объёмной геометрии (Режим — Геометрия, Объект —Объем, Действие — Разрез).

Из списка возможных видов разрезов выберите Координатная плоскость.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

Проделайте то же самое для другого угла.

Нажмите Применить.

5.Удалите объёмы 1 и 3. Для этого, удерживая клавишу Ctrl, выберите в дереве объектов эти объёмы и в контекстном меню нажмите Удалить.

6.Создайте параллелепипед.

Из списка геометрических примитивов выберите Параллелепипед. Задайте параметры:

X (ширина): 4;
Y (высота): 3;
Z (глубина): 1.

Нажмите Применить.

7.Поверните параллелепипед.

На панели команд выберите модуль построения объёмной геометрии (Режим — Геометрия, Объект —Объем, Действие — Преобразовать).

Из списка операций выберите Повернуть. Задайте следующие параметры:

Объем ID(s): 5;
Включая сращенные;
Угол: 90;
Повернуть вокруг: Ось X.

Нажмите Применить.

8.Переместите параллелепипед.

Из списка операций выберите Переместить. Задайте следующие параметры:

Объем ID(s): 5;
Включая сращенные;
Выбрать метод: Расстояние;
Расстояние по X: 11.

Нажмите Применить.

9.Разрежьте параллелепипед.

Из списка возможных видов разрезов выберите Плоская поверхность.

Задайте следующие параметры:

ID объема(ов): 5;
Плоскость из поверхности (ID): 31.

Нажмите Применить.

Проделайте то же самое для другой поверхности.

ID объема(ов): 6;
Плоскость из поверхности (ID): 29.

Нажмите Применить.

10.Удалите объёмы 6 и 5. Для этого, удерживая клавишу Ctrl, выберите в дереве объектов эти объёмы и в контекстном меню нажмите Удалить.

11.Объедините оставшиеся объемы.

Из списка операций выберите Объединить. Задайте следующие параметры:

ID объема(ов): 4 7.

Нажмите Применить.

Построение сетки

1.На панели команд выберите модуль построения объемной сетки (Режим — Сетка, Объект —Объемная, Действие — Интервалы).

Укажите следующие параметры:

Выбор объемов: 4;
Автоматический размер;
Авторазмер: 4.

Нажмите Задать размер.

2.На панели команд выберите модуль построения объемной сетки (Режим — Сетка, Объект —Объемная, Действие — Построение сетки).

Укажите следующие параметры:

Автоматическая;
Выбор объемов: 4.

Нажмите Построить сетку.

Задание граничных условий

1.Закрепите одну боковую грань.

На панели команд выберите Режим — Граничные условия, Объект —Перемещение, Действие — Создать.

Задайте следующие параметры:

Автоматическое присвоение ID;
Список сущностей: Поверхность;
ID объекта(ов): 30;
Степени свободы: По X, По Y, По Z;
Величина: 0.

Нажмите Применить.

2.Приложите давление.

На панели команд выберите Режим — Граничные условия, Объект — Давление, Действие — Создать.

Задайте следующие параметры:

Автоматическое присвоение ID;
Список объектов: Поверхность;
ID объекта(ов): 58;
Сила: 1e5.

Нажмите Применить.

3.Задайте периодическое условие.

На панели команд выберите Режим — Граничные условия, Объект — Периодическое условие, Действие — Создать.

Задайте следующие параметры:

Автоматическое присвоение ID;
Список сущностей (главная сущность): Поверхность;
ID объекта(ов) (главная сущность): 27;
Список сущностей (побочная сущность): Поверхность;
ID объекта(ов) (побочная сущность): 11;
Общий;
Система координат: Глобальная декартова*;
Количество секторов:12.

Нажмите Применить.

* Для расчетов с учетом циклической симметрии достаточным будет задать декартову систему координат. Фактически, для корректного расчета необходимы направление оси Z и точка начала координат.

Задание материала и свойств блока

1.Создайте материал.

На панели команд выберите модуль задания свойств материала (Режим — Материал, Объект — Управление материалами).

В открывшемся окне Управление материалами перетащите из третьей колонки материал Углеродистая сталь. Укажите имя материала и напишите «Steel». Нажмите клавишу ENTER.

Нажмите Применить.

2.Создайте блок одного типа материала.

На панели команд выберите Режим — Блоки, Объект — Блок, Действие — Добавить сущность в блок.

Задайте следующие параметры:

ID блока: 1;
Список сущностей: Объем;
ID объекта(ов): 4.

Нажмите Применить.

3. Задайте параметры блока.

На панели команд выберите модуль задания свойств материала (Режим — Блоки, Объект — Блок, Действие — Свойства/параметры блока).

Задайте следующие параметры:

ID блока(ов): 1;
Выберите из списка ранее созданный материал: Steel;
Система координат: Глобальная декартова;
Категория: Объемное тело;
Порядок: 1.

Нажмите Применить.

Запуск расчёта

1.Задайте тип задачи, которую требуется решить.

На панели команд выберите модуль настроек расчёта (Режим — Настройки расчета, Настройки расчета — Статический, Статический — Общие).

Выберите:

Размерность: 3D;
Модель: Упругость.

Нажмите Применить.

Перейдите в раздел Статический - Поля вывода. Поставьте галочку напротив опции Выводить полную модель (для переодических ГУ).

Нажмите Применить.

Нажмите Начать расчёт.

2.В появившемся окне выберите директорию, в которой будет сохранён результат, и введите название файла.

3.В случае успешно проведённого расчёта в консоли отобразится сообщение: “Calculation finished successfully at "date" "time".

Анализ результатов

1.Откройте файл с результатами. Это можно сделать тремя способами.

Нажмите Ctrl+E.
В главном меню выберите Расчет → Открыть результаты.
На панели команд выберите Результаты (Режим — Результаты, Результаты — Открыть Результаты).

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

Отобразите компоненту Перемещения.

В программе Fidesys Viewer на панели инструментов установите следующие параметры:

Тип отображения: Поверхность;
Поле отображения: Перемещения (сумма).

Отобразите эквивалентные напряжения.

Тип отображения: Поверхность;
Поле отображения: Напряжения (Мизес).

Использование консольного интерфейсa

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 1 radius 10 
create Cylinder height 1 radius 1
subtract volume 2 from volume 1
webcut volume 1 with plane yplane offset 0 rotate 15 about z center 0 0 0
webcut volume 1 with plane yplane offset 0 rotate -15 about z center 0 0 0
delete volume 1 3
brick x 4 y 3 z 1
rotate Volume 5 angle 90 about X include_merged
move Volume 5 x 11 
webcut volume 5 with plane from surface 31
webcut volume 6 with plane from surface 29
delete volume 6 5
unite volume 4 7
volume 4 size auto factor 4
mesh volume 4
create displacement on surface 30 dof 1 dof 2 dof 3 fix 0
create pressure on surface 58 magnitude 1e5
create periodic master surface 27 slave surface 11 general cs 1 sectors 12
create material 1 from 'Steel'
set duplicate block elements off
block 1 add volume 4 
block 1 material 1
block 1 element solid 
analysis type static elasticity dim3
output nodalforce off energy off midresults on record3d on material off fullperiodic on

Несимметричное нагружение диска с периодическим круговым ГУ из Fidesys Help

Построение модели

Построение сетки

Задание граничных условий

Задание материала и свойств блока

Запуск расчёта

Анализ результатов

Использование консольного интерфейсa