Задача о нагружении прямолинейной трубы внутренним давлением

Рассматривается задача о нагружении прямолинейной трубы внутренним давлением.

Построение модели

1. Создайте прямую линию.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Линия.

Постройте, используя Два расположения.

Задайте параметры:

Расположение: 0 0 0 (начало линии);
Расположение: 2 0 0 (конец линии).

Нажмите Применить.

Построение сетки

1. На панели команд выберите модуль построения сетки на кривых (Режим — Сетка, Объект — На кривых, Действие — Построение сетки).

Укажите степень измельчения сетки:

Выбор кривых: 1;
Выберите способ построения сетки: Равномерно;
Выберите параметры построения: Интервал;
Интервал: 10.

Нажмите Применить.

Нажмите Построить сетку.

Задание материала и свойств блока

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

Перетащите "Углеродистая сталь" из колонки "Импортированный материал" в окно "Материал".

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: Кривая;
ID объекта(ов): 1 (или 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: Балка;
Материал: Углеродистая сталь;
Система координат: Глобальная декартова;
Порядок: 1.

Задайте свойства балки, для этого нажмите на кнопку . Из выпадающего списка Профиль сечения выберите Труба.

Задайте следующие параметры:

Качество сетки сечения: Грубо;
Внешний диаметр(D₁): 0.1;
Внутренний диаметр (D₂): 0.098;
Внутреннее давление (p₂): 1e6.

Нажмите Применить.

Закройте окно Задать свойства балки.

Нажмите Применить.

Задание граничных условий

1. Закрепите торцы кривой по всем направлениям.

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

Задайте следующие параметры:

Список сущностей: Вершина;
ID объекта(ов): 2 1;
Степени свободы: Закрепить все.

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.

2. Задайте вывод промежуточных результатов.

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

Установить флаг Результаты в 3D виде (для балок и оболочек).

Установите флаг Промежуточные результаты статики или преднагружения:

Выводить промежуточные результаты: Каждые (подшагов) - 1.

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).

2. Откройте 3D-изображение балки.

Для этого кликните по названию файла *.pvd в Дереве объектов и нажмите кнопку 3D-вид в стандартной строке FidesysViewer.

3. Отобразите компоненту напряжения.

В окне FidesysViewer на верхней панели выберите данные результата расчета для отображения. Из первого выпадающего списка выберите Напряжения, из второго – Мизес, из третьего – Поверхность.

4. Выберите точку, в которой необходимо проверить напряжение.

В главном меню выберите фильтр Проверить расположение. Во вкладке Свойства установите координаты точки, в которой требуется проверить напряжение:

Центр: 1 0.05 0;
Радиус: 0;
Количество точек: 1.

Нажмите Применить.

В правой части экрана отобразятся результаты в выбранной точке:

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