CAE Fidesys 9.0 Руководство пользователя

Напряжения

ГУ напряжения могут быть приложены к поверхностям объемных или плоских объектов, а также к поверхностям элементов. Для этого нужно выполнить следующее:

• На Панели команд выбрать Режим - Граничные условия.

• Выбрать Объект - Напряжение.

• В зависимости от ситуации выбрать Действие - Создать или Действие - Изменить.

В случае, если ГУ прикладывается к плоскости, возможно применение трех компонентов напряжений - нормальные напряжения перпендикулярно плоскости и два касательных напряжения в плоскости. Если поверхность имеет кривизну, оставшиеся компоненты напряжений также будут ее нагружать.

Приложенные напряжения пересчитываются в нагрузку согласно интегралу по поверхности:

Таким образом, если для примера рассмотреть площадку, перпендикулярную оси X, то нормальные напряжения σ_x на поверхности будут пересчитаны в нормальную силу N, а касательные напряжения τ_xy и τ_xz - в перерезывающие силы Q_x и Q_y.

Пример 1.

Нормальные напряжения S_x = 10⁶ Па на торцевой поверхности. Площадь поверхности - 1 м². Напряжения в любом сечении вдали от краевого эффекта равны 10⁶ Па. Реакции в опоре направлены вдоль оси тела и равны 10⁶ Н.

Рисунок 1 - Нормальные напряжения

Скрипт

brick x 10 y 1 z 1
volume  size auto factor 5
volume 1  size auto factor 6
volume 1  size auto factor 6
mesh volume 1 
create material 1 from 'Steel'
block 1 add volume 1
block 1 material 1
block 1 element solid 
create displacement  on surface 6  dof all fix  
create stress on surface 4 
modify stress 1 xx value 1e+6
analysis type static elasticity dim3
calculation start path 'C:/Users/Desktop/results/new/stress1.pvd'

Пример 2.

Касательные напряжения τ_xy = 10⁶ Па на поверхности. Площадь поверхности - 1 м². Реакции в опоре направлены вдоль оси Y и равны 10⁶ Н.

Рисунок 2 - Полные перемещения, м

Рисунок 3 - Касательные напряжения XY, Па

Скрипт

brick x 10 y 1 z 1
volume 1  size auto factor 6
mesh volume 1 
undo group end
create material 1 from 'Steel'
block 1 add volume 1
block 1 material 1
block 1 element solid 
create displacement  on surface 6  dof all fix  
create stress on surface 4 
modify stress 1 xy value 1e+6
output nodalforce on energy off midresults on record3d on log on vtu on material off
analysis type static elasticity dim3
calculation start path 'C:/Users/Desktop/results/new/1133.pvd'

Положительным считается напряжения, действующие в направлении к граням элементов. Оно всегда ориентировано по нормали к грани.

Величина напряжений

Величина напряжений задается с помощью опции  XX, YY, ZZ, XY, YZ, XZ, <value> , где первые три компонента определяют нормальные напряжения, а вторые - касательные. Если пользователь не ввел значение (<value>), то оно будет принято равным нулю.

Этим интерактивным операциям соответствуют команды:

[create] stress [name <name>] [<id>]

     [{add|on} {curve|edge|face|sideset|surface|tri} {[[id] {[<id>] [<id range start> to <id range finish>]}...] [all]}]

     [XX {[value] <value>|formula <formula id>|table <table id>|remove}]

     [YY {[value] <value>|formula <formula id>|table <table id>|remove}]

     [ZZ {[value] <value>|formula <formula id>|table <table id>|remove}]

     [XY {[value] <value>|formula <formula id>|table <table id>|remove}]

     [YZ {[value] <value>|formula <formula id>|table <table id>|remove}]

     [XZ {[value] <value>|formula <formula id>|table <table id>|remove}]

modify stress {[[id] {[<id>] [<id range start> to <id range finish>]}...] [<name>] [all]}

     [{add|remove} {curve|edge|face|sideset|surface|tri} {[[id] {[<id>] [<id range start> to <id range finish>]}...] [all]}]

     [name <name>]

     [XX {[value] <value>|formula <formula id>|table <table id>|remove}]

     [YY {[value] <value>|formula <formula id>|table <table id>|remove}]

     [ZZ {[value] <value>|formula <formula id>|table <table id>|remove}]

     [XY {[value] <value>|formula <formula id>|table <table id>|remove}]

     [YZ {[value] <value>|formula <formula id>|table <table id>|remove}]

     [XZ {[value] <value>|formula <formula id>|table <table id>|remove}]

     [cs {<ID>|<name>}]

     [step {[[id] {[<id>] [<id range start> to <id range finish>]}...] [all]}]