Шаг 3. Создание двумерной сетки

Прежде, чем создавать трехмерные тела, необходимо создать конечно-элементную сетку на только что построенной поверхности. В противном случае в ANSYS не удастся разбить трехмерное тело на гексаэдры.

Операции, связанные с созданием сетки, производятся при помощи MeshTool (команда Preprocessor  Meshing  MeshTool), они были изучены в предыдущих работах.

На маленьком кольце и полукольцах (области 1 на рис. 5.2) сетка делается при помощи алгоритма “Free mesh”, без предварительной установки size controls. На четверти кольца (область 2 на рис. 5.2) — алгоритм “Mapped mesh”, предварительно установить для области размер элемента 0.15. На оставшейся части (область 3 на рис. 5.2) сложной формы — алгоритм “Free mesh”, предварительно установить для области размер элемента 0.2

Если все получилось, выполнить команду SAVE_DB

Шаг 4. Вытягивание трехмерных тел из торцевой поверхности

Команда “Extrude” для вытягивания трехмерных призм из плоских торцевых поверхностей уже встречалась нам в прошлой работе, где рассматривалось кручение стержней. Однако на этот раз будут использованы ее новые возможности, а именно — создание трехмерного тела вместе с конечно-элементной сеткой на нем.

Частью фланца, прилегающей к плоскости z=0, является прокладка. Ее и надо создать в первую очередь. При этом надо не забыть, что прокладка состоит из мягкого материала (материал 2). Перед применением команды “Extrude” ее необходимо настроить:

Preprocessor  Modeling  Operate  Extrude  Elem Ext Opts,

Element type number = SOLID186 (тип создаваемых конечных элементов)

Change default MAT = 2 (материал прокладки)

No. Elem divs = 2 (два слоя элементов вдоль образующей)

OK

Далее создается сама прокладка:

Preprocessor  Modeling  Operate  Extrude  Areas  By XYZ Offset

Выбрать все области (нажать Pick all)

Ввести вектор смещения:

Offsets for extrusion: 0, 0, h₁

Прокладка соединена (склеена) с фланцем, поэтому теперь надо вытянуть его из поверхности прокладки, лежащей в плоскости z=h₁.

Процедуру “Extrude” придется настроить еще раз:

Preprocessor  Modeling  Operate  Extrude  Elem Ext Opts

Change default MAT = 1 (сталь)

No. Elem divs = 3 (три слоя элементов вдоль образующей)

OK

Чтобы было удобнее выбирать области, из которых вытягивается фланец (то есть, области, лежащие в плоскости z=h₁), следует эти области выделить:

Utility menu  PlotCtrls  Pan Zoom Rotate, Right, Fit

Utility menu  Select  Entities, Areas, By Num/Pick, From Full, OK, выбрать “Box”, обвести рамкой поверхности на торце прокладки (z=h₁), OK

Utility menu  Plot  Areas

Теперь достаточно просто создать сам фланец:

Preprocessor  Modeling  Operate  Extrude  Areas  By XYZ Offset

Выбрать все области (нажать Pick all)

Ввести вектор смещения:

Offsets for extrusion: 0, 0, h₂

После того, как фланец создан, нужно снова выбрать все поверхности:

Utility menu  Select  Everything

Примечание. Можно было и не выделять области в плоскости z=h₁, а просто указать их при вытягивании фланца; это опять-таки удобнее всего сделать, используя вид справа (Utility menu  PlotCtrls  Pan Zoom Rotate, Right, Fit) и выделение прямоугольником (флажок “Box”)

Для того, чтобы завершить создание геометрии, осталось вытянуть из фланца трубу. Перед этим команду “Extrude” надо опять настроить:

Preprocessor  Modeling  Operate  Extrude  Elem Ext Opts

No. Elem divs = 20

Spacing ratio = 3 (ближний к исходной поверхности слой элементов будет во столько раз тоньше дальнего)

OK

Труба, как и все трехмерные тела в этой задаче, вытягивается командой “extrude”.

Preprocessor  Modeling  Operate  Extrude  Areas  By XYZ Offset

Выбрать область, из которой вытянется труба (то есть, четверть ее торца, см. область 2 на рис. 5.2)

Ввести вектор смещения:

Offsets for extrusion: 0, 0, H