CAE Fidesys 9.0 Руководство пользователя

Задача Герца для двух полуcфер, контактирующих в начале координат

В предлагаемой задаче моделируется задача Герца для двух полуcфер, контактирующих в начале координат. Контрольная задача предназначена для проверки корректности:

• задания параметров скользящего контакта без трения в интерфейсе

• статического решения с учетом скользящего контакта без трения для 3D-моделей;

• корректности вывода поля Напряжений с учетом контактного взаимодействия.

Настройки сетки

1. Задайте настройки для сетки.

На верхней панели выберите (Инструменты — Настройки — Настройки сетки). Установить галочку: Привязка средних точек элементов высокого порядка к геометрии: Всегда.

Построение геометрии

1. Создайте сферу.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Сфера.

Задайте следующие параметры:

• Радиус: 50.

Нажмите Применить.

2. Переместите сферу.

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

Из выплывающего списка выберите Переместить.

Задайте следующие параметры:

• ID объема(ов): 1;

• Включая сращенные;

• Выбрать метод: Расстояние;

• Расстояние по Y: 50.

Нажмите Применить.

3. Создайте вторую сферу.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Сфера.

Задайте следующие параметры:

• Радиус: 50.

Нажмите Применить.

4. Переместите вторую сферу.

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

Из выплывающего списка выберите Переместить.

Задайте следующие параметры:

• ID объема(ов): 2;

• Включая сращенные;

• Выбрать метод: Расстояние;

• Расстояние по Y: -50.

Нажмите Применить.

5. Разрежьте первую сферу на две части.

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

Из выплывающего списка выберите Координатная плоскость.

Задайте следующие параметры:

• ID объёма(ов): 1;

• ZX;

• Значение смещения: 50.

Нажмите Применить.

6. Разрежьте вторую сферу на две части.

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

Из выплывающего списка выберите Координатная плоскость.

Задайте следующие параметры:

• ID объёма(ов): 2;

• ZX;

• Значение смещения: -50.

Нажмите Применить.

7. Удалите отрезанные части сфер.

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

Задайте следующие параметры:

• ID объёма(ов): 2 3.

Нажмите Применить.

8. Разрежьте геометрию на две части.

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

Из выплывающего списка выберите Координатная плоскость.

Задайте следующие параметры:

• ID объёма(ов): all;

• YZ;

• Значение смещения: 0.

Нажмите Применить.

9. Разрежьте геометрию на две части.

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

Из выплывающего списка выберите Координатная плоскость.

Задайте следующие параметры:

• ID объёма(ов): all;

• XY;

• Значение смещения: 0.

Нажмите Применить.

10. Удалите части сфер.

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

Задайте следующие параметры:

• ID объёма(ов): 5 6 7 8 9 10.

Нажмите Применить.

Построение сетки

1. Создайте многогранную сетку для всей модели. На панели команд выберите модуль построения объемной сетки (Режим — Сетка, Объект – Объемная, Действие – Построение сетки).

Из выплывающего списка выберите Многогранная.

• Выбор объёмов: all.

Нажмите Применить схему.

2. Создайте сетку.

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

Из выплывающего списка выберите Автоматический размер.

• Выбор объёмов: all;

• Авторазмер: 4.

Нажмите Задать размер.

Нажмите Построить сетку.

Задание материала и свойств блоков

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

В колонке "Материал" введите имя материала Material 1.

Нажмите Применить.

В колонке Свойства материала выберите созданный материал, после чего перетащите к нему нужные свойства из левой колонки.

Перетащите свойства и укажите их значение:

• Модуль Юнга: 20000;

• Коэффициент Пуассона: 0.3.

Нажмите Применить.

Закройте окно Управление материалами.

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

Задайте следующие параметры:

• ID блока: 1;

• Список сущностей: Объем;

• ID объекта(ов): all.

Нажмите Применить.

3. 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: Material 1;

• Система координат: Глобальная декартова;

• Порядок: 1.

Нажмите Применить.

Задание граничных условий

1. Закрепите поверхности в перемещениях по X.

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

Задайте следующие параметры:

• Список сущностей: Поверхность;

• ID объекта(ов): 25 33;

• Степени свободы: X.

Нажмите Применить.

2. Закрепите поверхности в перемещениях по Z.

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

Задайте следующие параметры:

• Список сущностей: Поверхность;

• ID объекта(ов): 23 31;

• Степени свободы: Z.

Нажмите Применить.

3. Задайте начальное перемещение

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

Задайте следующие параметры:

• Список сущностей: Поверхность;

• ID объекта(ов): 24;

• Степени свободы: Y.

Нажмите Применить.

4. Задайте еще одно начальное перемещение.

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

Задайте следующие параметры:

• Список сущностей: Поверхность;

• ID объекта(ов): 34;

• Степени свободы: Y.

Нажмите Применить.

5. Задайте условие контакта

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

Задайте следующие параметры:

• Выбор главной и побочной сущности;

• Список главных сущностей: Поверхность;

• ID объекта(ов) главных сущностей: 32;

• Список побочных сущностей: Поверхность;

• ID объекта(ов) побочных сущностей: 26;

• Тип: Общий;

• Точность: 0.005;

• Метод: Автовыбор.

Нажмите Применить.

Запуск на расчет

1. Задайте тип задачи, которую требуется решить.

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

Выберите:

• Размерность: 3D;

• Модель: Упругость.

Введите настройки нелинейного решателя:

• Мин. число подшагов нагружения: 10;

• Макс. число подшагов нагружения: 30;

• Макс. число итераций: 50;

• Точность: 1e-3;

• Целевое число итераций: 5.

Нажмите Применить.

2. Задайте дополнительные настройки.

На панели команд выберите модуль настройки расчёта (Режим — Настройки расчета, Настройки расчета — Статический, Статический — Поля вывода).

Установите галочку напротив параметров:

• Результаты без сглаживания.

Нажмите Применить.

Нажмите Начать расчет.

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

4. 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.

2. На верхней панели выберите данные результата расчета для отображения. Из первого выпадающего списка выберите Напряжение, из второго – YY.

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