26. Сечения. Изоповерхности. Численные значения.

Допустимы сечения плоскостями, цилиндрами, сферами и их сочетаниями. Сечение можно наблюдать на фоне сетки. Генерация сечений: «ограничения-сечения»; назначить число сечений; для каждого выбрать тип поверхности, её положение, детали (например тип закраски), направление сечения, на сечениях доступна функция «значение в точке».

Изоповерхность – та, на которой значение параметров постоянно. Можно задать число – не больше шести. Изометрическое значение определяется ползуном. Можно выбрать объект справочной геометрии, связанную с ним СК для отображения. Величина векторная и изометрия – ограничение.

Численные значения определяются для активного результата текущего анализа. В зависимости от подтипа доступны следующие параметры: единицы измерения, экстремумы, тип списка, критерии, сортировка по величине, список величин в пределах х %, локализация, компонент, поверхность оболочки (верх, низ, масштаб). После выбора всех элементов генерируется таблица с числами, отобранными по выбранным критериям. Если перед вызовом команды числовых значений была выбрана локальная СК результаты отображаются в ней.

27. Сценарии проектирования.

Протоколы сценариев проектирования используются для визуализации кривых зависимости результатов (от вида анализа) сценария проектирования, заданного ранее. Сценарии проектирования опирались на таблице параметров, сымитирует процесс исследования объекта при разнообразных вариантов его геометрии и нагружения.

Для создания сценария необходимо: определить один или несколько параметров из таблицы; создать анализ; связать один или несколько параметров из таблицы с соответствующими в анализе; активировать соответствующую опцию.

Число сценариев не больше 100. Точки, для которых результаты будут выводиться выбираются через вкладку объекты для результатов с использованием мыши. Следует помнить, что расчет выполняется неоднократно, с перестроением каждый раз сетки. Чтобы размер элементов был одинаков назначены вспомогательным граням объекта элементы управления плотностью сетки. В целях проверки рекомендуется выполнить расчет критической силы для исходной детали, чтобы не обсчитывать некорректные варианты.

Функция «сценарии проектирования» не является методом оптимизации, а предназначена для перебора вариантов с графическим отображением зависимостей. Объем вычислений экспоненциально зависит от числа степеней свободы (меньше или равно 3).

28. 3-D детали.

Моделирование статически пространственной задачи традиционно можно считать любую модель. Проблемы могут вызвать тонкие стенки, внутренние углы – трещины. Если делать или её элемент тонкостенный (один КЭ в направлении поверхности) и этот участок твердотельный расчет далек от реальности. Твердотельный и поверхностный КЭ не существуют в одной сетке. Полная аппроксимация, когда деталь – массив с тонкими креплениями воспринимающими нагрузку в плоскости. Эти элементы могут локализовывать концентраторы напряжений. Если тонкие элементы мало влияют на жесткость – кручение, то точность перемещений и напряжений будет высокой на минимальном удалении от ребер.

В упругом материале в зоне вершин трещины будут бесконечно напряжены, что дает ошибки в расчете. Задача «зафиксировать» по контуру приложения, возникают бесконечные напряжения из-за препятствий поперечному деформированию, поэтому уплотнение и усложнение сетки не повышает точность. Бесконечные напряжения вызывают нагрузки с размерностью меньше размерности задачи («сила-длина», «сила» для трехмерной постановки). Для оболочек «сила-площадь» прикладывается к поверхности, «сила-длина» ко кромкам.

При расчете объема изделия не следует ограничивать перемещения ребер и вершин, при расчете оболочек – вершин.

Бесконечные напряжения могут возникнуть по линии разъема. При работе со сборками бесконечные напряжения возникают на границе склееных деталей с разным коэффициентом Пуансона.

При наличии трещин жесткость детали в целом и напряжения на удалении от них могут вычисляться корректно. Если цель – расчет перемещений, особенности не влияют на общий результат, но могут их уменьшить, накопив потенциальную энергию. При наличии особенностей нельзя использовать адаптивную сетку. Оптимизация напряжений на максимальные напряжения деформаций не даст. Корректные результаты для такой модели. Строгий анализ таких задач требует параметры механического разрушения. Рекомендации для повышенной точности и сокращения размерности: перед решением реальных задач решить аналогичную каноническую и проанализировать различия с аналитическими методами из за грубой сетки, некорректной аппроксимации или ограниченности метода; максимально использовать свойства симметрии задачи; провести расчет без учета симметрии и сравнить с предыдущим; исключить особенности геометрии и граничных условий; рассчитать с различной плотностью сетки, методы погрешностей повлекут рост напряжений в проблемных зонах, при увеличении плотности сетки с них не будет сходимости; не прикладывать сразу все нагрузки, добиться предсказуемой реакции на простейшее; для итоговых расчетов использовать только параболические элементы; не стремиться к идеальной аппроксимации, качество сетки предпочтительнее точности геометрии; не использовать объемные элементы для тонкостенных конструкций и наоборот, если присутствуют оба типа геометрии решить с помощью модели. Время расчета растет быстрее количества элементов.

29. 2-D детали.

КЭ для плоской задачи отсутствует.

2 типа плоских задач:

1. Плоские напряженное состояние (ПМС) – толщина мала в сравнении с размерами деталей и отверстий в них (листовой металл). Нагрузки в плоскости детали. В чистом виде не реализуется.

2. Плоское деформированное состояние (ПДС) – толщина существенно больше размеров «в плоскости» и отверстий. Ен=0. Используется для трубопроводов в грунте. Слоистые конструкции в поперечном сечении в удалении от краев.

ПНС моделируется естественным образом. Сетка возле геометрии элементов может уплотняться. Уплотнение может привести к тому, что в поперечном направлении будет больше одного КЭ, следовательно поперечные компоненты напряжений. Этот уход от идеализации повышает точность и время расчета. Кинематические граничные условия должны задаваться на гранях, а нагрузка относительно к площади.

Адекватная идеализация – ПНС: размерность в 2 раза больше 2D модели. Кинематические граничные условия не требуют углов поворота. Статические граничные условия имеют размерность «сила-длина».

ПДС аппроксимируется сложнее. Изделие с бесконечной толщиной – тонкая пластина с аппроксимацией 3D  элемента на 2х противоположных гранях задаются нулевые перемещения в нормальном направлении. В процессе дискретизации в толщину входит только один слой КЭ, увеличение числа слоев не повышает точность.