Неосесимметричное нагружение диска

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

ID объема(ов): 1;
Разрезать: Плоскость ZX;
Значение смещения: 0;
Повернуть плоскость;
Угол: 15;
Направление: Ось Z;
Центр X, Y, Z: 0 0 0.

Нажмите Применить.

Проделайте то же самое для другого угла.

ID объема(ов): 1;
Разрезать: Плоскость ZX;
Значение смещения: 0;
Повернуть плоскость;
Угол: -15;
Направление: Ось Z;
Центр X, Y, Z: 0 0 0.

Нажмите Применить.

5. Удалите объемы 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:

ID объема(ов): 5;
Включая сращенные;
Угол: 90;
Повернуть вокруг: Ось X.

Нажмите Применить.

8. Переместите параллелепипед.

Из списка операций выберите Переместить.

Задайте следующие параметры:

ID объема(ов): 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:

Автоматический размер;
Выбор объемов: 4;
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 модуль задания граничных условий (Режим — Граничные условия, Объект —Перемещение, Действие — Создать).

Задайте следующие параметры:

Список сущностей: Поверхность;
ID объекта(ов): 30;
Степени свободы: X, Y, Z.

Нажмите Применить.

2. Приложите давление.

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

Задайте следующие параметры:

Список сущностей: Поверхность;
ID объекта(ов): 58;
Значение: 1e5.

Нажмите Применить.

3. Задайте периодическое условие.

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

Задайте следующие параметры:

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.

Закройте окно Управление материалами.

2. Создайте блок одного типа материала.

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): 4.

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: Steel;
Система координат: Глобальная декартова;
Порядок: 1.

Нажмите Применить.

Запуск расчёта

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.

Нажмите Применить.

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

Поставьте галочку напротив опции Полная модель для периодических ГУ.

Нажмите Применить.

Нажмите Начать расчёт.

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.

Отобразите перемещения.

В окне FidesysViewer на панели инструментов установите следующие параметры:

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

Отобразите эквивалентные напряжения.

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

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