CAE Fidesys 9.0 Руководство пользователя

Симметричные граничные условия для цилиндра

Рассматривается задача для четверти цилиндрической трубы под внешним и внутренним давлениями.

Центр модели расположен в точке (1, 1, 1), при этом сама модель наклонена на 45^o относительно оси Х. Для условия симметрии используется граничное условие Ограничение по направлению. Предлагается оценить полученные напряжения в цилиндрической системе координат.

Построение модели

1. Создайте первый круглый цилиндр.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Цилиндр.

Задайте размеры цилиндра:

• Высота: 0.5;

• Сечение: Круговой;

• Радиус: 2.

Нажмите Применить.

2. Создайте второй цилиндр.

• Высота: 0.5;

• Сечение: 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:

• A ID объема(ов): 1 (объёмы, из которых будут вычтены другие объёмы);

• B ID объема(ов): 2 (объёмы, которые будут вычтены).

Нажмите Применить.

4. Оставьте четверть объёма (симметрия задачи).

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:

• ID объёма(ов): 1 (объём, который будет разрезан);

• Разрезать: Плоскость YZ;

• Значение смещения: 0.

Нажмите Применить.

Проделайте то же самое, но в плоскости ZX:

• ID объёма(ов): 1;

• Разрезать: Плоскость ZX;

• Значение смещения: 0.

Нажмите Применить.

В результате исходный объём в дереве объектов будет поделён на три (Объем 1, Объем 3 и Объем 4).

Удалите объёмы 1 и 3. Для этого, удерживая клавишу Ctrl, выберите в дереве объектов эти объёмы и в контекстном меню нажмите Удалить. В результате останется четверть первоначального объёма (Объем 4).

5. Поверните модель на 45 градусов вокруг оси х.

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

Из списка возможных видов преобразований выберите Повернуть.

Задайте следующие параметры:

• ID объёма(ов): 4;

• Включая сращенные;

• Угол: 45;

• Повернуть вокруг: Ось Х.

Нажмите Применить.

6. Переместите модель.

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

Из списка возможных видов преобразований выберите Переместить.

Задайте следующие параметры:

• ID объёма(ов): 4;

• Включая сращенные;

• Выбрать метод: Расстояние;

• Расстояние по X: 1;

• Расстояние по Y: 1;

• Расстояние по Z: 1.

Нажмите Применить.

Таким образом, построена модель четверти цилиндрической трубы, повернутой на 45^o и с центром в точке (1, 1, 1).

Построение сетки

На панели команд выберите модуль построения объёмной сетки (Режим — Сетка, Объект — Объёмная, Действие — Построение сетки).

Укажите следующие параметры:

• Автоматическая;

• Выбор объёмов: 4.

Нажмите Применить схему.

Нажмите Построить сетку.

Задание граничных условий

1. Задайте ограничение по направлению для поверхности 11.

На панели команд выберите модуль задания граничных условий (Режим — Граничные условия, Объект — Ограничение по направлению, Действие — Создать).

Укажите следующие параметры:

• Список сущностей: Поверхность;

• ID объекта(ов): 11;

• Тип: Перемещение;

• Направление: Нормаль;

• Значение: 0.

Нажмите Применить.

2. Задайте ограничение по направлению для поверхности 27.

На панели команд выберите модуль задания граничных условий (Режим — Граничные условия, Объект — Ограничение по направлению, Действие — Создать).

Укажите следующие параметры:

• Список сущностей: Поверхность;

• ID объекта(ов): 27;

• Тип: Перемещение;

• Направление: Нормаль;

• Значение: 0.

Нажмите Применить.

3. Задайте ограничение по направлению для поверхности 29.

На панели команд выберите модуль задания граничных условий (Режим — Граничные условия, Объект — Ограничение по направлению, Действие — Создать).

Укажите следующие параметры:

• Список сущностей: Поверхность;

• ID объекта(ов): 29;

• Тип: Перемещение;

• Направление: Нормаль;

• Значение: 0.

Нажмите Применить.

4. Задайте ограничение по направлению для поверхности 31.

На панели команд выберите модуль задания граничных условий (Режим — Граничные условия, Объект — Ограничение по направлению, Действие — Создать).

Укажите следующие параметры:

• Список сущностей: Поверхность;

• ID объекта(ов): 31;

• Тип: Перемещение;

• Направление: Нормаль;

• Значение: 0.

Нажмите Применить.

5. Приложите давление на внутреннюю грань.

На панели команд выберите модуль задания граничных условий (Режим — Граничные условия, Объект — Давление, Действие — Создать).

Укажите следующие параметры:

• Список сущностей: Поверхность;

• ID объекта(ов): 30;

• Значение: 1e6.

Нажмите Применить.

6. Приложите давление к верхней грани.

На панели команд выберите модуль задания граничных условий (Режим — Граничные условия, Объект — Давление, Действие — Создать).

Укажите следующие параметры:

• Список сущностей: Поверхность;

• ID объекта(ов): 28;

• Значение: 0.5e6.

Нажмите Применить.

Создание материала

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

Укажите имя материала Материал 1.

Перетащите из левой колонки надпись Изотропный материал в колонку Свойства материала.

Задайте следующие параметры:

• Модуль Юнга Е = 2е+11;

• Коэффициент Пуассона ν = 0.3.

Нажмите Применить.

Закройте окно Управление материалами.

Задание свойств блока

1. Создайте блок одного типа материала.

На панели команд выберите модуль управления блоками (Режим — Блоки, Объект — Блок, Действие — Добавить сущность в блок).

Укажите следующие параметры:

• ID блока: 1;

• Список сущностей: Объем;

• ID объекта(ов): 4.

Нажмите Применить.

2. Задайте параметры блока.

На панели команд выберите модуль управления блоками (Режим — Блоки, Объект — Блок, Действие — Свойства/параметры блока).

Задайте следующие параметры:

• ID блока(ов): 1;

• Категория: Объемное тело;

• Материал: Материал 1;

• Система координат: Глобальная декартова;

• Порядок: 2.

Нажмите Применить.

Запуск расчёта

1. Задайте тип задачи, которую требуется решить.

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

Выберите:

• Размерность: 3D;

• Модель: Упругость.

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 Расчёт → Открыть результаты.

• На панели команд выберите Результаты (Режим — Результаты, Результаты — Открыть результаты).

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

Для просмотра напряжений в цилиндрической системе координат, подключите фильтр Системы координат и введите соответствующие параметры.

Выберите в верхней строке Фильтр - Алфавитный указатель - Системы координат.

В появившемся фильтре на странице Свойств задайте следующие параметры:

• Система координат: Создать новую;

• Тип: Цилиндрическая;

• Способ задания: Направляющие вектора.

Задайте параметры системы координат:

• Центр: (1, 1, 1);

• Ось Z: (0, -0.707107, 0.707107);

• Точечные величины для обработки: Напряжения.

Нажмите Применить.

Далее, отобразите компоненту Напряжения RR на модели и цилиндрическую СК. Для этого выберите соответствующую компоненту:

Далее, отобразите компоненту Напряжения FF:

Использование консольного интерфейса

Построение геометрии, генерацию сетки, задание граничных условий и материалов можно контролировать с помощью консольного интерфейса. Ниже приведён код реализации шагов программного обеспечения, описанных выше. Необходимо только самостоятельно указать полный путь и название сохраняемого файла.

Скрипт для пошагового примера