Перейти к статье

 

Термоупругопластическое деформирование поршня ДВС

Рассматривается задача на термоупругопластическое деформирование поршня ДВС. В данной задаче показана возможность для свойств материала задавать зависимость от температуры.

Построение геометрии

1. Создайте вершину.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Расположение.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

2. Создайте вершину.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Расположение.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

3. Создайте вершину.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Расположение.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

4. Создайте вершину.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Расположение.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

 

5. Создайте вершину.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Расположение.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

6. Создайте вершину.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Расположение.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

7. Создайте вершину.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Расположение.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

8. Создайте вершину.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Расположение.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

9. Создайте вершину.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Расположение.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

10. Создайте вершину.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Расположение.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

11. Создайте вершину.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Расположение.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

12. Создайте вершину.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Расположение.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

13. Создайте вершину.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Расположение.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

14. Создайте вершину.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Расположение.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

15. Создайте вершину.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Расположение.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

16. Создайте вершину.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Расположение.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

17. Создайте вершину.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Расположение.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

18. Создайте вершину.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Расположение.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

19. Создайте вершину.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Расположение.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

20. Создайте вершину.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Расположение.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

 

21. Создайте вершину.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Расположение.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

22. Создайте вершину.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Расположение.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

23. Создайте вершину.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Расположение.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

24. Создайте вершину.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Расположение.

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

25. Соедините все вершины по порядку при помощи кривых.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Ломаная.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

26. Создайте поверхность по кривым.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Ограничивающие кривые.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

27. Создайте объем по поверхности.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Протяжка.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

28. Создайте цилиндр.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Цилиндр.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

29. Переместите цилиндр, соединив его с созданным объемом.

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

Из выплывающего списка выберите Переместить.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

30. Создайте цилиндр.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Цилиндр.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

31. Переместите цилиндр, соединив его с созданным объемом.

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

Из выплывающего списка выберите Переместить.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

32. Вычтите объем.

На панели команд выберите модуль построения объемной геометрии (Режим — Геометрия, Объект — Объем, Действие — Логические операции).

Из выплывающего списка выберите Вычесть.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

33. Вычтите объем.

На панели команд выберите модуль построения объемной геометрии (Режим — Геометрия, Объект — Объем, Действие — Логические операции).

Из выплывающего списка выберите Вычесть.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

34. Объедините объемы.

На панели команд выберите модуль построения объемной геометрии (Режим — Геометрия, Объект — Объем, Действие — Логические операции).

Из выплывающего списка выберите Объединить.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

35. Разрежьте объем.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Координатная плоскость.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

36. Удалите объем.

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

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

37. Создайте параллелепипед.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Параллелепипед.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

38. Переместите новый объем.

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

Из выплывающего списка выберите Переместить.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

39. Вычтите объем.

На панели команд выберите модуль построения объемной геометрии (Режим — Геометрия, Объект — Объем, Действие — Логические операции).

Из выплывающего списка выберите Вычесть.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

Построение сетки

Для создания сетки разделите объем на несколько частей.

1. Разрежьте объем.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Радиус цилиндра.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

2. Разрежьте объем.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Координатная плоскость.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

3. Разрежьте объем.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Радиус цилиндра.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

4. Разрежьте объем.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Координатная плоскость.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

5. Разрежьте объем.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Координатная плоскость.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

6. Разрежьте объем.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Координатная плоскость.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

7. Разрежьте объем.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Координатная плоскость.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

8. Разрежьте объем.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Координатная плоскость.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

9. Разрежьте объем.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Координатная плоскость.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

10. Разрежьте объем.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Координатная плоскость.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

11. Разрежьте объем.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Координатная плоскость.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

12. Разрежьте объем.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Координатная плоскость.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

 

13. Разрежьте объем.

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

Из списка геометрических примитивов выберите Радиус цилиндра.

Укажите необходимые параметры:

Нажмите Применить.

14. Срастите объемы.

В командной строке введите merge all.

Нажмите Enter.

15. Создайте сетку.

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

Из выплывающего списка выберите Задать размер.

Укажите необходимые параметры

Нажмите Применить.

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_1.

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

Перетащите следующие свойства:

Задайте необходимые значения для свойств материала:

Задайте табличные значения для "Модуль Юнга":

Нажмите дважды чтобы ввести значение и перейдите в задание таблицы

Укажите что табличная зависимость будет от температуры и нажмите на чтобы получилось 4 строки. Введите значения:

Нажмите ok.

Задайте табличные значения для "Коэффициент удельной теплоемкости":

Нажмите дважды чтобы ввести значение и перейдите в задание таблицы

Укажите что табличная зависимость будет от температуры и нажмите на чтобы получилось 6 строк. Введите значения:

Нажмите Ok.

Нажмите Применить.

 

Задайте табличные значения для "Коэффициент температурного расширения":

Нажмите дважды чтобы ввести значение и перейдите в задание таблицы

Укажите что табличная зависимость будет от температуры и нажмите на чтобы получилось 5 строк. Введите значения:

Нажмите Ok.

Задайте табличные значения для "Предел текучести":

Нажмите дважды чтобы ввести значение и перейдите в задание таблицы

Укажите что табличная зависимость будет от температуры и нажмите на чтобы получилось 3 строки. Введите значения:

Нажмите Ok.

Нажмите Применить.

Закройте окно Управление материалами.

После чего в командной строке необходимо ввести данные строки:

Задайте табличные значения для "Кривая напряжение/деформация":

Заново зайдите в материалы и для "Кривая напряжение/деформация" введите название таблицы "table5".

Нажмите дважды чтобы ввести значение и перейдите в задание таблицы

Нажмите на чтобы получилось 51 строка и 3 столбца. Введите значения:

Нажмите Ok.

Нажмите Ok.

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:

Нажмите Применить.

3. Задайте параметры для блока.

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

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

Задание начальных и граничных условий.

1. Задайте начальную температуру для всех объемов.

На панели команд выберите модуль задания начальных условий (Режим — Начальные условия, Объект — Температура, Действие — Создать).

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

2. Задайте тепловой поток.

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

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

3. Задайте давление на поверхности.

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

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

4. Задайте табличные значения зависимости давления от времени.

На панели команд выберите модуль задания зависимостей ГУ(Режим — Зависимость ГУ).

Нажмите на Давление, перейдите в колонку Таблица

Укажите что табличная зависимость будет от времени и нажмите на чтобы получилось 2 строки. Введите значения:

Нажмите Применить.

5. Задайте ограничение по направлению.

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

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

6. Задайте значение конвекции.

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

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

7. Задайте значение конвекции.

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

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

8. Задайте значение конвекции.

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

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

9. Закрепите модель.

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

Задайте следующие параметры:

Нажмите Применить.

10. Закрепите модель.

На панели команд выберите модуль задания граничных условий (Режим — Граничные условия, Объект — Перемещение, 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 — Временной анализ, Временной анализ — Общие).

Выберите:

Нажмите Применить.

2. Задайте температуру окружающей среды.

На панели команд выберите модуль настройки расчёта (Режим — Настройки расчета, Настройки расчета — Временной анализ, Временной анализ — Свойства среды).

Выберите:

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.

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

2. Из первого выпадающего списка выберите Перемещения, из второго – Сумма.

Выделите точку на поверхности с помощью инструмента Выбор точек

3. Отобразите график зависимости перемещений.

На панели команд выберите Фильтры — Алфавитный указатель — Построить выделенное в зависимости от времени.

В свойствах нажмите Применить.

 

4. Из первого выпадающего списка выберите Температура.

Выделите точку на поверхности с помощью инструмента Выбор точек.

5. Отобразите график зависимости температуры.

На панели команд выберите Фильтры — Алфавитный указатель — Построить выделенное в зависимости от времени.

В свойствах нажмите Применить.

 

6. Из первого выпадающего списка выберите Напряжения, из второго – Мизес.

Выделите точку на поверхности с помощью инструмента Выбор точек.

7. Отобразите график зависимости напряжений.

На панели команд выберите Фильтры — Алфавитный указатель — Построить выделенное в зависимости от времени.

В свойствах нажмите Применить.

 

8. Из первого выпадающего списка выберите Пластические деформации, из второго – Мизес.

Выделите точку на поверхности с помощью инструмента Выбор точек.

9. Отобразите график зависимости пластических деформаций.

На панели команд выберите Фильтры — Алфавитный указатель — Построить выделенное в зависимости от времени.

В свойствах нажмите Применить.

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