ELCUT®
Моделирование двумерных полей методом конечных элементов
Версия 5.1 Руководство пользователя
Производственный кооператив ТОР Санкт-Петербург
© 1989-2003, ПК ТОР. Все права защищены.
Сведения, содержащиеся в этом документе, могут быть изменены без предварительного уведомления.
Производственный кооператив ТОР 198052 Санкт-Петербург, Угловой пер. 6 Россия Телефон: (812) 110-1659
Факс: (812) 110-1334 E-mail: support@tor.spb.su
WWW:http://www.tor.ru/elcut
ELCUT это зарегистрированная торговая марка производственного кооператива ТОР. DXF – торговая марка Корпорации Autodesk.
Microsoft и Windows – зарегистрированные торговые марки Корпорации Microsoft.
Все прочие торговые названия продуктов являются торговыми марками их владельцев.
iii
Содержание
Об этом руководстве |
9 |
Что такое ELCUT? ........................................................................................ |
9 |
Как пользоваться этим руководством....................................................... |
10 |
Соглашения................................................................................................. |
11 |
Глава 1 Приступая к работе |
13 |
Системные требования............................................................................... |
13 |
Установка ELCUT ...................................................................................... |
14 |
Окно программы автозапуска............................................................. |
14 |
Работа с программой установки......................................................... |
14 |
Пароль 15 |
|
Изменение, Восстановление и Удаление ELCUT............................. |
16 |
Установка нескольких версий ELCUT .............................................. |
17 |
Настройка............................................................................................. |
17 |
Глава 2 Первое знакомство |
19 |
Основные сведения об организации ELCUT ........................................... |
19 |
Приемы управления окнами...................................................................... |
21 |
Обзор основных типов задач..................................................................... |
23 |
Магнитостатика................................................................................... |
23 |
Нестационарное магнитное поле ....................................................... |
24 |
Магнитное поле переменных токов................................................... |
25 |
Электростатика.................................................................................... |
26 |
Растекание токов................................................................................. |
27 |
Теплопередача ..................................................................................... |
28 |
Задачи теории упругости.................................................................... |
29 |
iv Содержание
Глава 3 Описание задачи |
31 |
Структура базы данных задачи................................................................. |
31 |
Создание задачи.......................................................................................... |
32 |
Ввод параметров задачи ..................................................................... |
33 |
Задание связи между задачами .......................................................... |
34 |
Настройка временных параметров задачи........................................ |
35 |
Автоматический выбор шага по времени в нестационарных |
|
задачах.................................................................................... |
37 |
Выбор единиц измерения длины ....................................................... |
38 |
Полярные и декартовы координаты.................................................. |
39 |
Глава 4 Описание геометрии задачи |
41 |
Терминология............................................................................................. |
41 |
Создание геометрической модели ............................................................ |
42 |
Создание нового ребра........................................................................ |
43 |
Создание новой вершины................................................................... |
43 |
Выделение объектов ........................................................................... |
44 |
Дублирование или перемещение объектов....................................... |
45 |
Удаление объектов.............................................................................. |
47 |
Параметр дистанции притяжения...................................................... |
47 |
Присвоение меток геометрическим объектам......................................... |
48 |
Технология дискретизации области.......................................................... |
48 |
Команды Отменить/Вернуть..................................................................... |
50 |
Настройка отмены............................................................................... |
51 |
Отменяемые операции........................................................................ |
53 |
Настройка изображения в окне модели.................................................... |
53 |
Масштабирование изображения........................................................ |
54 |
Управление видимостью дискретизации модели............................. |
54 |
Сетка привязки.................................................................................... |
55 |
Импорт модели из систем автоматизированного проектирования |
|
(САПР).............................................................................................. |
56 |
Экспорт модели в системы САПР............................................................. |
56 |
Печать изображения................................................................................... |
56 |
Копирование изображения........................................................................ |
57 |
Содержание |
v |
Глава 5 Ввод параметров задачи |
61 |
Ввод свойств материалов и граничных условий...................................... |
62 |
Создание новой метки................................................................................ |
62 |
Ввод свойств метки.................................................................................... |
63 |
Ввод свойств метки в задачах магнитостатики и |
|
нестационарного магнитного поля...................................... |
63 |
Ввод свойств метки в задаче магнитного поля переменных |
|
токов....................................................................................... |
66 |
Ввод свойств метки в задаче электростатики................................... |
69 |
Ввод свойств метки в задаче растекания токов................................ |
71 |
Ввод свойств метки в задаче расчета температурного поля............ |
72 |
Ввод свойств метки в задаче теории упругости ............................... |
75 |
Периодические граничные условия................................................... |
78 |
Работа с кривыми ................................................................................ |
79 |
Формулы............................................................................................... |
80 |
Копирование, переименование и удаление метки................................... |
90 |
Глава 6 Решение задач |
91 |
Достижение максимальной производительности.................................... |
92 |
Глава 7 Анализ результатов решения |
95 |
Формирование картины поля на экране................................................... |
96 |
Отображаемые физические величины............................................... |
96 |
Возможности представления картины поля.................................... |
100 |
Формирование картины поля........................................................... |
102 |
Масштабирование ............................................................................. |
104 |
Выбор момента времени................................................................... |
105 |
Панель калькулятора................................................................................ |
105 |
Просмотр локальных значений поля ...................................................... |
106 |
Мастер вычисления параметров.............................................................. |
107 |
Мастер индуктивности...................................................................... |
107 |
Мастер емкости ................................................................................. |
111 |
Мастер импеданса............................................................................. |
114 |
Редактирование контуров........................................................................ |
115 |
Графики..................................................................................................... |
117 |
Выбор изображаемых величин......................................................... |
118 |
vi Содержание
Вычисление интегралов........................................................................... |
119 |
|
Вывод результатов в таблицу.................................................................. |
125 |
|
|
Столбцы.............................................................................................. |
125 |
|
Строки 126 |
|
Таблицы и Графики во времени.............................................................. |
127 |
|
|
График во времени............................................................................ |
127 |
|
Кривые на графике во времени........................................................ |
127 |
|
Таблица во времени .......................................................................... |
128 |
Изменение видимости легенды............................................................... |
128 |
|
Траектории заряженных частиц.............................................................. |
129 |
|
|
Основы теории................................................................................... |
129 |
|
Работа с траекториями частиц.......................................................... |
130 |
Печать результатов анализа..................................................................... |
133 |
|
Копирование результатов анализа.......................................................... |
133 |
|
Глава 8 |
Надстройки |
135 |
Надстройки, поставляемые в составе ELCUT........................................ |
136 |
|
Некоторые более сложные возможности............................................... |
137 |
|
|
Добавление, удаление и редактирование свойств надстроек........ |
137 |
|
Программирование надстроек.......................................................... |
137 |
|
Диалог Параметры надстройки........................................................ |
138 |
|
Диалог Пункт меню для надстройки............................................... |
139 |
Глава 9 |
Теоретическое описание |
143 |
Магнитостатика........................................................................................ |
144 |
|
|
Источники поля................................................................................. |
145 |
|
Граничные условия........................................................................... |
146 |
|
Постоянные магниты........................................................................ |
148 |
|
Вычисляемые физические величины............................................... |
149 |
|
Вычисление индуктивностей........................................................... |
150 |
Нестационарная электромагнитная задача............................................. |
151 |
|
|
Источники поля................................................................................. |
152 |
|
Граничные условия........................................................................... |
154 |
|
Постоянные магниты........................................................................ |
156 |
|
Вычисляемые физические величины............................................... |
157 |
Магнитное поле переменных токов........................................................ |
159 |
|
Содержание |
vii |
Источники поля................................................................................. |
160 |
Граничные условия ........................................................................... |
162 |
Вычисляемые физические величины............................................... |
164 |
Вычисление импеданса..................................................................... |
166 |
Электростатика......................................................................................... |
167 |
Источники поля................................................................................. |
167 |
Граничные условия ........................................................................... |
168 |
Вычисляемые физические величины............................................... |
169 |
Вычисление емкости......................................................................... |
170 |
Задачи растекания токов.......................................................................... |
171 |
Источники поля................................................................................. |
172 |
Граничные условия ........................................................................... |
172 |
Вычисляемые физические величины............................................... |
173 |
Расчет температурного поля.................................................................... |
174 |
Источники тепла................................................................................ |
176 |
Граничные условия ........................................................................... |
176 |
Вычисляемые физические величины............................................... |
178 |
Задачи теории упругости......................................................................... |
179 |
Перемещения, напряжения, деформации........................................ |
179 |
Температурные деформации............................................................ |
182 |
Внешние силы.................................................................................... |
184 |
Условия закрепления......................................................................... |
184 |
Вычисляемые физические величины............................................... |
185 |
Связанные задачи ..................................................................................... |
187 |
Учет джоулевых потерь в тепловой задаче..................................... |
188 |
Учет распределения температур в задаче теории упругости ........ |
188 |
Учет магнитных сил в задаче теории упругости............................ |
189 |
Учет электростатических сил в задаче теории упругости............. |
189 |
Глава 10 Примеры |
191 |
Задачи магнитостатики............................................................................ |
192 |
Magn1: Нелинейный постоянный магнит........................................ |
192 |
Magn2: Плунжерный электромагнит............................................... |
194 |
Magn3: Подковообразный постоянный магнит.............................. |
197 |
Magn4: Электрический двигатель.................................................... |
199 |
Perio1: Периодическое граничное условие..................................... |
202 |
viii Содержание
Задачи нестационарного магнитного поля............................................. |
204 |
TEMagn1: Образование вихревых токов в полубесконечном |
|
теле. ...................................................................................... |
204 |
TEMagn2: Образование вихревых токов в двухпроводной |
|
линии.................................................................................... |
206 |
Dirich1: Граничное условие, зависящее от времени и |
|
координат............................................................................. |
208 |
Задачи магнитного поля переменных токов.......................................... |
211 |
HMagn1: Проводник в ферромагнитном пазу................................. |
211 |
HMagn2: Симметричная двухпроводная линия.............................. |
213 |
Perio2: Линейный электрический двигатель................................... |
215 |
Задачи электростатики............................................................................. |
216 |
Elec1: Микрополоcковая линия передачи....................................... |
216 |
Elec2: Двухпроводная линия передачи............................................ |
218 |
Elec3: Цилиндрический дефлектор.................................................. |
220 |
Задачи стационарной теплопередачи ..................................................... |
222 |
Heat1: Паз электрической машины.................................................. |
222 |
Heat2: Цилиндр с теплопроводностью, зависящей от |
|
температуры........................................................................ |
224 |
Задачи нестационарной теплопередачи.................................................. |
226 |
THeat1: Нагрев и охлаждение паза электрической машины......... |
226 |
THeat2: Температурный отклик на быстрое изменение |
|
температуры внешней среды ............................................. |
230 |
THeat3: Изменение распределения температуры в пластине из |
|
ортотропного материала..................................................... |
232 |
Задачи теории упругости......................................................................... |
234 |
Stres1: Перфорированная пластина.................................................. |
234 |
Связанные задачи..................................................................................... |
236 |
Coupl1: Механическое напряженное состояние длинного |
|
соленоида............................................................................. |
236 |
Coupl2: Полый толстостенный цилиндр, подвергнутый |
|
нагреву и давлению............................................................. |
238 |
Coupl3: Распределение температуры в проводнике с током......... |
240 |
Coupl4: Электромагнит установки Токамак ................................... |
242 |
Предметный указатель |
245 |
9
Об этом руководстве
ЧтотакоеELCUT?
Благодарим Вас за то, что Вы обратили внимание на программный комплекс
ELCUT.
ELCUT – это интегрированная диалоговая система программ, позволяющая решать плоские и осесимметричные задачи следующих типов:
•Электростатика.
•Линейная и нелинейная магнитостатика.
•Нестационарное магнитное поле (с учетом нелинейных материалов).
•Магнитное поле синусоидальных токов (с учетом вихревых токов).
•Линейная и нелинейная стационарная и нестационарная теплопроводность.
•Линейный анализ напряженно-деформированного состояния.
•Связанные (мультидисциплинарные) задачи.
С помощью ELCUT Вы сможете в течение 15-минутного сеанса:
•описать задачу - геометрию, свойства сред, источники поля, граничные условия;
•решить задачу с высокой точностью;
•проанализировать решение с помощью средств цветной графики;
•сохранить результаты в форме, пригодной для подготовки отчетов или для дальнейшего анализа.
С помощью ELCUT Вы сможете решать сложные задачи расчета полей и теории упругости на персональных компьютерах, не прибегая к помощи больших ЭВМ или рабочих станций.
130 Глава 4 Описание геометрии задачи
Какпользоватьсяэтимруководством
Данное руководство содержит девять глав
Глава 1, “Приступая к работе”, описывает первые шаги работы в ELCUT. В этой главе вы узнаете, как установить программу на свой компьютер, и как её запустить.
Глава 2, “Первое знакомство”, кратко описывает основы организации пакета ELCUT и включает обзор основных возможностей.
Глава 3, “Описание задачи”, содержит инструкции по описанию типа задачи и вводу основных параметров.
Глава 4, “Описание геометрии задачи”, объясняет, как создать геометрическую модель, построить сетку конечных элементов, описать свойства сред и задать граничные условия.