Руководство к решению задач по механике твердого деформируемого тела матричными методами. Бундаев В.В. - 107 стр.

                             213                                                              214

     Создание сеточной области конечных элементов                стью. Упорядоченная сетка переменного размера строится для
                                                                 поверхностей, ограниченных четырьмя линиями.
       На этом этапе расчета твердотельная модель заменяется           Создание произвольной сетки производится автоматиче-
соответствующей сеточной областью конечных элементов. Вы-        ски, при этом реализован алгоритм разумного выбора размеров
бор конечных элементов производится из библиотеки програм-       конечного элемента, позволяющий строить сетку элементов с
мы ANSYS, которая содержит более 80 типов конечных элемен-       учетом кривизны поверхности модели и наилучшего отображе-
тов. Каждый из этих элементов используется только в своей об-    ния ее реальной геометрии. Кроме того, можно изменять разме-
ласти расчетов (прочностной, тепловой и т.д.) и определяет ха-   ры ячейки сетки, указав в качестве управляющего параметра
рактерную форму элементов (линейную, плоскую, в виде бруска      любое число от единицы до десяти. При построении сетки мож-
и т.д.), а также размерность (2D или 3D) элемента. Для выбран-   но указать общий характерный размер элемента или размер в
ного типа элементов необходимо задать константы, определяю-      некоторой окрестности заданных точек, коэффициент растяже-
щие характерные свойства элемента. Например, для балочного       ния или сжатия вдали от границ, задать ограничения на кривиз-
2D элемента BEAM3 константами являются площадь попереч-          ну границы, а также фиксированные узлы с заданными размера-
ного сечения, момент инерции, высота и др. Затем переходят к     ми сетки в окрестности такого узла. Произвольная сетка может
установлению свойств используемого материала (линейности,        строиться из треугольных, четырехугольных и четырехгранных
нелинейности, анизотропности и т.д.), а также зависимости этих   элементов и наноситься на модель с достаточно сложной конфи-
свойств от температуры, от кривых деформирования материала с     гурацией границ.
различными видами упрочнения, кривых ползучести. Анизо-                Отметим, что программа ANSYS допускает модификацию
тропные и гиперупругие свойства для упругих материалов           конечно-элементной сетки. Например, могут быть изменены ат-
обычно задаются в виде таблицы. Описание анизотропной пла-       рибуты узлов и элементов. Если модель состоит из повторяю-
стичности требует задания кривых «напряжение-деформация»         щихся областей, то можно построить сетку только для некото-
для разных направлений.                                          рой области модели, а затем копировать эту область. Программа
       В программе ANSYS предусмотрено четыре способа гене-      автоматически осуществляет взаимно-перекрестный контроль
рации сетки: использование метода экструзии, создание упоря-     правильности видоизменений сеточной модели.
доченной сетки, автоматическое создание произвольной сетки и           После создания модели и задания граничных условий
адаптивное построение.                                           программа также может генерировать сеточную область, оцени-
       Метод экструзии (выдавливания) служит для превращения     вая и изменяя сетку до тех пор, пока расчетная погрешность се-
областей с двумерной сеткой в трехмерные объекты, состоящие      точной дискретизации не станет меньше наперед заданной вели-
из параллелепипедов, клиновидных элементов или их комбина-       чины или не будет достигнуто заданное число итераций. Такой
ции. Процесс экструзии осуществляется с помощью процедур         способ построения сетки называется адаптивным.
смещения из плоскости, буксировки, поступательного и враща-
тельного перемещений.                                                  4.3.2. Приложение нагрузок и получение решения
       При создании упорядоченной сетки исходная модель                Этот этап расчета состоит в выборе типа анализа и его оп-
предварительно разбивается на отдельные простые составные        ций, нагрузок, шага решения и запуском задачи на счет.
части, которые в свою очередь с помощью соответствующих                В программе ANSYS можно использовать два метода ре-
команд управления качеством сетки заменяются сеточной обла-      шения задач. h-метод может применяться при любом типе рас-