Руководство к решению задач по механике твердого деформируемого тела матричными методами. Бундаев В.В. - 90 стр.

                            179                                                              180

     Способы геометрического моделирования                           Создание сеточной области конечных элементов

       В программе ANSYS существует возможность непосред-              На этом этапе расчета твердотельная модель заменяется
ственного построение модели в интерактивном режиме работы.      соответствующей сеточной областью конечных элементов. Вы-
При этом чаще всего используется так называемое «восходящее     бор конечных элементов производится из библиотеки програм-
моделирование», при котором пользователь строит модель, по-     мы ANSYS, которая содержит более 80 типов конечных элемен-
следовательно переходя от простых к более сложным объектам.     тов. Каждый из этих элементов используется только в своей об-
Т.е., сначала задаются ключевые точки, затем по порядку свя-    ласти расчетов (прочностной, тепловой и т.д.) и определяет ха-
занные с ними линии, поверхности и объемы. Кроме этого в про-   рактерную форму элементов (линейную, плоскую, в виде бруска
грамме ANSYS поверхность можно построить также методом          и т.д.), а также размерность (2D или 3D) элемента. Для выбран-
«обтягивания каркаса». Суть этого метода заключается в зада-    ного типа элементов необходимо задать константы, определяю-
нии некоторого набора поперечных сечений и в последующем        щие характерные свойства элемента. Например, для балочного
построении поверхности с помощью команды. Построенная та-       2D элемента BEAM3 константами являются площадь попереч-
ким образом поверхность будет в точности соответствовать ука-   ного сечения, момент инерции, высота и др. Затем переходят к
занным сечениям.                                                установлению свойств используемого материала (линейности,
       В программе ANSYS также имеется возможность исполь-      нелинейности, анизотропности и т.д.), а также зависимости этих
зовать так называемые геометрические примитивы (например,       свойств от температуры, от кривых деформирования материала с
окружности и прямоугольники в двумерном случае, параллеле-      различными видами упрочнения, кривых ползучести. Анизо-
пипеды, сферы, конусы и цилиндры в трехмерном), которые         тропные и гиперупругие свойства для упругих материалов
создаются за одно обращение к меню. В твердотельном модели-     обычно задаются в виде таблицы. Описание анизотропной пла-
ровании кроме восходящего можно применить также и нисхо-        стичности требует задания кривых «напряжение-деформация»
дящий способ. Согласно этому способу пользователь указывает     для разных направлений.
самый высокий порядок сложности объектов модели с помощью              В программе ANSYS предусмотрено четыре способа гене-
вышеупомянутых примитивов. Например, пользователь опреде-       рации сетки: использование метода экструзии, создание упоря-
ляет объемный примитив, а программа автоматически находит       доченной сетки, автоматическое создание произвольной сетки и
связанные с ним поверхности, линии и ключевые точки. Прими-     адаптивное построение.
тивы позволяют непосредственно указывать геометрические                Метод экструзии (выдавливания) служит для превращения
формы объектов модели. Кроме этого существует еще один спо-     областей с двумерной сеткой в трехмерные объекты, состоящие
соб создания геометрической модели в ANSYS - это импорт мо-     из параллелепипедов, клиновидных элементов или их комбина-
дели, предварительно построенной с помощью другой програм-      ции. Процесс экструзии осуществляется с помощью процедур
мы..                                                            смещения из плоскости, буксировки, поступательного и враща-
       Независимо от способа построения модели программа        тельного перемещений.
ANSYS позволяет применять операции булевой алгебры (сло-               При создании упорядоченной сетки исходная модель
жение, вычитание, пересечение, деление, склеивание и объеди-    предварительно разбивается на отдельные простые составные
нение) для создания окончательного вида модели.                 части, которые в свою очередь с помощью соответствующих
                                                                команд управления качеством сетки заменяются сеточной обла-