Перейти к статье

 

Расчет напряжений в зоне контакта

В предлагаемой задаче стальной цилиндр вдавливается в алюминиевый блок. Предполагается, что оба материала линейно-упругие. При этом на цилиндр действует точечная сила F в отрицательном направлении оси Y. Контрольная задача предназначена для проверки корректности:

Построение геометрии

1. Создайте круг радиусом 50.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Круг.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

2. Создайте прямоугольник.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Прямоугольник.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

3. Переместите прямоугольник.

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

Из выплывающего списка выберите Переместить.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

4. Разрежьте обе поверхности пополам.

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

Из выплывающего списка выберите Координатная плоскость.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

5. Удалите отсеченные поверхности.

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

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

6. Разделите полукруг на две части.

На панели команд выберите модуль построения поверхностной геометрии (Режим — Геометрия, Объект — Поверхность, Действие — Изменить).

Из выплывающего списка выберите Разделить.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

7. Создайте прямоугольник.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Прямоугольник.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

8. Переместите созданный прямоугольник.

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

Из выплывающего списка выберите Переместить.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

9. Переместите прямоугольник.

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

Из выплывающего списка выберите Переместить.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

10. Разделите два прямоугольника.

На панели команд выберите модуль построения поверхностной геометрии (Режим — Геометрия, Объект — Поверхность, Действие — Изменить).

Из выплывающего списка выберите Разделить.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

11. Удалите поверхность.

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

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

12. Разделите прямоугольник на две части.

На панели команд выберите модуль построения поверхностной геометрии (Режим — Геометрия, Объект — Поверхность, Действие — Изменить).

Из выплывающего списка выберите Разделить.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

Построение сетки

1. Создайте сетку на кривых для полукруга.

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

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

Нажмите Построить сетку.

2. Создайте сетку для части поверхности полукруга.

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

Из выплывающего списка выберите: Автоматический размер.

Нажмите Задать размер.

Нажмите Построить сетку.

3. Создайте сетку для части поверхности полукруга.

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

Из выплывающего списка выберите: Автоматический размер.

Нажмите Задать размер.

Нажмите Построить сетку.

4. Создайте сетку квадрата.

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

Из выплывающего списка выберите: Задать размер.

Нажмите Применить.

Нажмите Построить сетку.

5. Создайте сетку для прямоугольника.

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

Из выплывающего списка выберите: Автоматический размер.

Нажмите Задать размер.

Нажмите Построить сетку.

Задание материала и свойств блоков

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

В колонке "Материал" введите имя материала Mat_cube.

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:

Нажмите Применить.

Закройте окно Управление материалами.

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

В колонке "Материал" введите имя материала Mat_cyl.

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:

Нажмите Применить.

3. Создайте первый блок для квадрата и прямоугольника. На панели команд выберите модуль управления блоками (Режим — Блоки, Объект — Блок, Действие — Добавить сущность в блок).

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

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

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

5. Задайте параметры первого блока.

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

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

6. Задайте параметры второго блока.

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

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

Задание граничных условий

1. Закрепите кривую по всем перемещениям и вращениям.

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

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

2. Закрепите кривые, исходя из условия симметрии.

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

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

3. Приложите силу к вершине полукруга.

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

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

4. Задайте условие контакта

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

Задайте следующие параметры:

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:

Нажмите Применить.

Нажмите Начать расчет.

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.

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

2. В стандартной строке выберите Фильтры - Алфавитный указатель - Порог .

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

Отобразите статус контакта узла.

3. На главной панели FidesysViewer нажмите Интерактивный выбор точек.

Выберите на геометрической модели точки, лежащие на кривой контакта блоков.

В стандартной строке выберите Фильтры - Алфавитный указатель - Извлечь выделенное.

Нажмите Применить.

Вид дерева станет следующим:

Отобразите компоненту N поля Напряжение в узле контакта.

Результат будет следующим:

4. В стандартной строке выберите Фильтры - Алфавитный указатель - Изобразить данные.

Нажмите Применить.

Использовать индексацию для оси X: уберите флаг;

Имя массива X: Координаты точек_X.

Рекомендация: Установите флаг "Сортировка по оси X", чтобы получить график более точного вида.

Результат будет выглядеть следующим образом:

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