         Комашенко Н.А.
1.1Инструкция по работе с препроцессором.
1.2Общий порядок действий при подготовке исходных данных для CAE Sigma
Создать новый проект
Импортируем геометрическую модель пластины из *.sfm файла или создаем сами?
импортируем
Создаем сами
Импортировать геометрическую модель пластины из *.sfm файла
Создать контурные (опорные) точки будущей пластины
На основе контурных (опорных) точек создать прямые линии, дуги и окружности
Если есть окружности, то разбить их минимум на две дуги путем добавления новых точек на окружность
На основе созданных линий и дуг определить (создать) зоны – квадратичные четырехугольники
Разбить модель пластины на конечные элементы
1
ДА
Проводим триангуляцию сетки в подсистемах алгоритма Рапперта и фронтального метода?
Экспортировать полученные геометрическую и конечно-элементную модели в CAE Sigma для расчета
Назначить материалы конечным элементам
Задать нагрузки
Задать граничные условия (закрепления)
Выполнить триангуляцию сетки КЭ в одной из подсистем триангуляции
НЕТ
1
1.2.1Пример подготовки исходных данных в Препроцессоре для CAE Sigma
Создание нового проекта.
Для создания нового проекта можно воспользоваться кнопкой «Создать проект» на панели инструментов или в меню «Файл»-> «Создать проект»:
или
Сразу откроется окно «Сохранить как», где необходимо указать имя нового проекта, выбрать место сохранения и нажать кнопку «Сохранить»:
В результате будет создан новый проект:
Создание геометрической модели пластины.
Геометрическую модель пластины можно создать, используя либо файл *.sfm с ранее созданной моделью в CAE Sigma, либо вручную.
Для создания геометрической модели с использованием *.sfm файла можно воспользоваться кнопкой на панели инструментов «Импорт модели из Sigma», либо командой из раскрывающегося меню управления проектом «Импорт модели» (сделать двойной клик):
или
Сразу откроется окно «Открыть» с предложением указать *.sfm файл, находящийся в файловой системе:
В результате Препроцессор выполнит автоматическое создание геометрической модели пластины на основе указанного файла – будут созданы контурные точки, прямые линии, дуги и зоны:
Для создания геометрической модели вручную необходимо создать контурные точки, соединить их линиями и дугами, сформировать на основе линий и дуг зоны.
Создание контурных (опорных) точек.
Для создания контурных точек можно воспользоваться кнопкой на панели инструментов «Добавить точку», либо командой из раскрывающегося меню управления проектом «Добавить точки» (сделать двойной клик):
или
В результате активизируется элемент управления, позволяющий ввести координаты новой точки. Препроцессор автоматически отслеживает номера точек для обеспечения уникальности.
Необходимо ввести координаты новой точки и нажать кнопку «OK».
Существуют возможность создания новой точки с помощью клика мышки по области отображения модели. Точка будет создана, если активен элемент управления добавления новой точки.
Создадим контурные точки для рассматриваемой пластины:
Создание прямых линий
Для создания прямых линий можно воспользоваться кнопкой на панели инструментов «Добавить прямую линию», либо командой из раскрывающегося меню управления проектом «Добавить прямые линии» (сделать двойной клик):
или
В результате активизируется элемент управления, позволяющий создать новые прямые линии. Препроцессор автоматически отслеживает номера линий для обеспечения уникальности.
Необходимо указать номера начальной и конечной точек новой линии и нажать кнопку «OK».
Существуют возможность создания новой прямой линии с помощью клика мышки по начальной и конечной точкам. Выбор начальных и конечных точек возможен, если активен элемент управления добавления новой прямой линии.
Создадим прямые линии для рассматриваемой пластины:
Создание дуг
Для создания дуг можно воспользоваться кнопкой на панели инструментов «Добавить дугу», либо командой из раскрывающегося меню управления проектом «Добавить дуги» (сделать двойной клик):
или
В результате активизируется элемент управления, позволяющий создать новые дуги. Препроцессор автоматически отслеживает номера линий для обеспечения уникальности. Номера прямых линий и дуг имеют одну общую нумерацию. Это связано с тем, что класс «Прямая линия» и «Дуга» наследуются от одного общего класса «Линия».
Необходимо указать номера начальной, конечной и центральной точек новой дуги, выбрать направление и нажать кнопку «OK».
Существуют возможность создания новой дуги с помощью клика мышки по начальной, конечной и центральной точкам. Выбор точек возможен, если активен элемент управления добавления новой дуги.
Создадим дуги для рассматриваемой пластины:
Создание зон
Для использования метода изопараметрических координат необходимо разбить пластину на зоны - квадратичные четырехугольники (четырехвершинная фигура с восемью узлами).
Таким образом, зона может иметь форму:
- прямоугольника,
- четырехугольника общего вида,
- треугольника
Для создания зон можно воспользоваться кнопкой на панели инструментов «Добавить зону», либо командой из раскрывающегося меню управления проектом «Добавить зоны» (сделать двойной клик):
или
В результате активизируется элемент управления, позволяющий создать новые зоны. Препроцессор автоматически отслеживает номера зон для обеспечения уникальности.
Необходимо указать номера четырех линий, которые могут являться сторонами будущее зоны, и нажать кнопку «OK».
Существуют возможность создания новой зоны с помощью клика мышки по линиям. Выбор линий возможен, если активен элемент управления добавления новой зоны.
Создадим зоны для рассматриваемой пластины:
На этом создание геометрической модели пластины заканчивается.
Создание конечно-элементной модели пластины.
Создание сетки КЭ
Для создания сетки КЭ можно воспользоваться кнопкой на панели инструментов «Разбить на КЭ», либо командой из раскрывающегося меню управления проектом «Создание сетки» (сделать двойной клик):
или
В результате откроется диалоговое окно, позволяющее создать сетку КЭ.
Необходимо указать параметр NRC – управляет частотой разбиения и равен числу узлов конечных элементов на стороне зоны.
Препроцессор автоматически предлагает имя для новой сетки. Его всегда можно изменить.
Существуют возможность оптимизации сетки КЭ. Для этого надо поставить галочку «Оптимизировать сетку». Если существует необходимость при оптимизации не перемещать некоторые узлы КЭ, то надо указать номера линий с неперемещаемыми узлами – узлы, размещенные генератором сетки на этих линиях, при оптимизации перемещаться не будут.
Для создания сетки необходимо нажать кнопку «OK».
Создадим сетку без оптимизации для рассматриваемой пластины:
И оптимизированную сетку для рассматриваемой пластины:
В результате мы создали две сетки конечных элементов. Для переключения межу разными сетками КЭ используется элемент управления «Текущая сетка». Переключение осуществляется при помощи двойного клика мышкой по названию сетки:
Триангуляция сетки в подсистеме алгоритма Рапперта
Для триангуляция сетки в подсистеме алгоритма Рапперта можно воспользоваться кнопкой на панели инструментов «Экспорт в подсистему Рапперта», либо командой из раскрывающегося меню управления проектом «Рапперт» (сделать двойной клик):
или
В результате откроется главное окно подсистемы Рапперта:
После применения необходимых алгоритмов триангуляции к сетке необходимо выйти из подсистемы Рапперта. Результаты триангуляции сохраняются в файл grid.Ralg. Препроцессор прочитает данный файл и загрузит все полученные варианты сеток. Они будут отображены в элементе управления «Текущая сетка»:
Создание сетки в подсистеме алгоритма фронтального метода
Для создания сетки в подсистеме алгоритма фронтального метода можно воспользоваться кнопкой на панели инструментов «Экспорт в подсистему фронтального метода», либо командой из раскрывающегося меню управления проектом «Фронтальный метод» (сделать двойной клик):
или
В результате откроется главное окно подсистемы фронтального метода:
После применения необходимых алгоритмов к сетке необходимо выйти из подсистемы фронтального метода. Результаты триангуляции сохраняются в файл nodes.ftm. Препроцессор прочитает данный файл и загрузит полученный вариант сетки. Он будет отображен в элементе управления «Текущая сетка»:
Создание закреплений
Для создания закреплений можно воспользоваться кнопкой на панели инструментов «Добавить закрепления», либо командой из раскрывающегося меню управления проектом «Закрепления» (сделать двойной клик):
или
В результате активизируется элемент управления, позволяющий создать закрепления.
Необходимо указать номер линии, образующей закрепляемую сторону пластины, выбрать тип закрепления и нажать кнопку «OK».
Препроцессор автоматически определить узлы КЭ, лежащих на закрепляемой стороне.
Существуют возможность создания закреплений с помощью клика мышки по линии. Выбор линий возможен, если активен элемент управления добавления закреплений.
Создадим закрепления для рассматриваемой пластины:
Создание нагрузок
Для создания нагрузок можно воспользоваться кнопкой на панели инструментов «Добавить нагрузки», либо командой из раскрывающегося меню управления проектом «Создание сетки» (сделать двойной клик):
или
В результате откроется диалоговое окно, позволяющее создать нагрузки.
Необходимо указать:
- номер линии, образующей нагружаемую сторону пластины
- способ сортировки узлов КЭ
- тип нагрузки – равномерная или неравномерная
- если нагрузка неравномерная, то указать функцию изменения нагрузки от линейной координаты узлов вдоль нагружаемой стороны
- если нагрузка равномерная, то указать ее значение
- выбрать направление нагрузки
- если стоит галочка «Добавить еще нагрузки», то после нажатия кнопки «OK» диалоговое окно не закроется, и будет предложено задать нагрузки для других сторон.
Сортировка необходима при расчете узловых сил. Если по сторонам пластины или конечного элемента приложены распределённые внешние нагрузки, то их надо привести к узловым силам, так как в МКЭ внешние воздействия могут прикладываться только в узлах
При этом необходимо, чтобы силы, приложенные в узлах, находящихся в зоне приложения распределённой нагрузки, создавали в целом такое же эквивалентное воздействие, что и теоретическая распределённая нагрузка.
Существует много подходов к распределению сил от неравномерной нагрузки по узлам и, в частности, исходят из следующего принципа: узловые силы эквивалентны внешним распределённым нагрузкам, если имеет место равенство их работ на возможных перемещениях.
Простейшее соблюдение этого принципа приводит к следующей схеме – к узлу прикладывается сила, равная интегралу от функции нагрузки в пределах от середин расстояний от данного узла до двух соседних нагруженных узлов, если все три узла лежат на одной прямой. В том случае, если данный узел имеет только один соседний нагруженный (нагрузка распространяется только до данного узла), то сила, приходящаяся на данный узел равна интегралу от функции нагрузки в пределах от данного узла до середины расстояния до другого соседнего нагруженного узла.
Препроцессор автоматически рассчитает узловые силы.
Создадим нагрузки для рассматриваемой пластины:
Добавление новых материалов
Для добавления новых материалов нужно воспользоваться командой из раскрывающегося меню управления проектом «Добавить материалы» (сделать двойной клик):
В результате откроется диалоговое окно, позволяющее добавить материалы.
Необходимо ввести все свойства нового материала и нажать «OK». Препроцессор автоматически отслеживает номера материалов для обеспечения уникальности.
Редактирование материалов
Для редактирования и просмотра материалов нужно воспользоваться командой из раскрывающегося меню управления проектом «Редактировать материалы» (сделать двойной клик):
В результате откроется диалоговое окно, позволяющее редактировать материалы.
Здесь можно изменять свойства выбранного материала и удалять материал вообще. Все изменения сохраняются только после нажатия кнопки «Сохранить».
Назначение материалов конечным элементам
Для назначения материалов можно воспользоваться кнопкой на панели инструментов «Назначение материалов», либо командой из раскрывающегося меню управления проектом «Назначение материалов» (сделать двойной клик):
или
В результате откроется диалоговое окно, позволяющее назначить материалы.
Необходимо выбрать из списка материалов назначаемый материал. Далее, если назначение идет группам КЭ, находящимся в пределах определенных зон, указать номера зон через запятую. Или, если необходимо назначить один материал всей пластине, нажать «Выбрать все зоны». Если назначение идет отдельным КЭ, то надо установить переключатель в позицию «Номера КЭ с этим материалом», и указать номера КЭ через запятую.
Далее необходимо нажать кнопку «Сохранить». Система выполнит назначение материалов указанным КЭ.
Назначим материал 1 для рассматриваемой пластины:
Если установить галочку «Показывать номера свойств», то для каждого КЭ будет показан номер свойства материала.
Экспорт модели в CAE Sigma для расчета
После того, как модель пластины разбита на КЭ, заданы граничные условия, нагрузки, назначены свойства материалов, можно экспортировать модель в CAE Sigma.
Для экспорта в CAE Sigma можно воспользоваться кнопкой на панели инструментов «Экспорт в Sigma для расчета», либо командой из раскрывающегося меню управления проектом «Экспорт в CAE Sigma» (сделать двойной клик):
или
В результате откроется окно «Сохранить как». Надо выбрать директорию для сохранения *.sfm файла, указать его имя и нажать кнопку «Сохранить».
Препроцессор сохранит файл формы в указанную директорию. Также будут созданы 5 файлов: prep_griddm.nodes, prep_griddm.elems, materials.elems, bounds.nodes, forces.nodes.
Для расчета в CAE Sigma необходимо
1. Создать новый проект в той же папке, куда был сохранен файл формы:
Указать в качестве файла формы сохраненный *.sfm файл:
Сохранить проект, выполнить компиляцию и расчет.
1.2.2Дополнительные инструкции
Удаление точек
Для удаления контурных точек нужно воспользоваться командой из раскрывающегося меню управления проектом «Удалить точки» (сделать двойной клик):
В результате активизируется элемент управления, позволяющий удалить точки.
Необходимо ввести номер удаляемой точки и нажать кнопку «OK».
Существуют возможность удаления точки с помощью клика мышки по точке на области отображения модели. Точка будет удалена, если активен элемент управления удаления новой точки.
Редактирование точек
Для редактирования контурных точек нужно воспользоваться командой из раскрывающегося меню управления проектом «Редактировать точки» (сделать двойной клик):
В результате активизируется элемент управления, позволяющий редактировать точки.
Необходимо ввести номер редактируемой точки, указать новые координаты точки и нажать кнопку «OK».
Существуют возможность перемещения точки с помощью перетаскивания ее мышкой. Точка будет перемещена, если активен элемент управления редактирования точки.
Удаление линий
Для удаления линий нужно воспользоваться командой из раскрывающегося меню управления проектом «Удалить линии» (сделать двойной клик):
В результате активизируется элемент управления, позволяющий удалять линии. Данный элемент управления используется для удаления как прямых линий, так и дуг.
Необходимо ввести номер удаляемой линии и нажать кнопку «OK».
Существуют возможность выбора удаляемой линии с помощью клика по ней мышкой. Линия будет удалена, если активен элемент управления удаления линий.
Создание окружностей
Для окружностей можно воспользоваться кнопкой на панели инструментов «Добавить окружность» или командой из раскрывающегося меню управления проектом «Добавить окружности» (сделать двойной клик):
или
В результате активизируется элемент управления, позволяющий добавить окружность:
Необходимо указать номер центральной точки, радиус окружности и нажать кнопку «OK».
Существуют возможность создания окружности с помощью мышки Для этого необходимо при активном элементе управления создания окружности кликнуть на центральную точку и, ведя мышкой в сторону, выбрать нужный радиус.
Редактирование узлов зон
Для редактирования узлов зон нужно воспользоваться командой из раскрывающегося меню управления проектом «Редактировать узлы» (сделать двойной клик):
В результате активизируется элемент управления, позволяющий редактировать узлы.
Необходимо ввести номер редактируемого узла, указать новые координаты точки и нажать кнопку «OK».
Существуют возможность перемещения узла с помощью перетаскивания его мышкой. Узел будет перемещен, если активен элемент управления редактирования узла.
Надо отметить, что основные узлы зоны связаны с опорными точками пластины, и при их перемещении координаты опорных точек также изменяются. При перемещении промежуточных узлов зоны изменений в координатах опорных точек не происходит.
|
