Основы моделирования пакете ANSYS Аксёнова Дарья ФМТП 3-17

Что такое ANSYS ANSYS - это передовой комплекс средств компьютерного инженерного моделирования, основанный на использовании различных численных методов решения уравнений, описывающих различные физические процессы.

Пример расчета конструкции Dome (1975–2003) – станция на южном полюсе

Основные объекты Mechanical APDL Геометрические объекты Точки (ключевые точки, кейпоинты) – keypoints (points) Линии - lines Области (поверхности) - areas Объемы - volumes Объекты расчетной сетки Узлы Элементы Одномерные (Балки, стержни) Двумерные (оболочки, пластины) Трехмерные Геометрические объекты необходимы только для построения модели, отражающей геометрические характеристики настоящей конструкции Объекты расчетной сетки необходимы непосредственно для численного расчета модели методом конечных элементов (МКЭ)

Пример расчета конструкции Точки (ключевые точки, кейпоинты) - Keypoints (points)

Пример расчета конструкции Области - Areas

Пример расчета конструкции Объемы - volumes

Пример расчета конструкции Все конечные элементы модели

Пример расчета конструкции Одномерные элементы

Пример расчета конструкции Двумерные элементы

Пример расчета конструкции Перемещения узлов

Процедура работы с пакетом ANSYS Запускаем Mechanical APDL 15.0 или Mechanical APDL Product launcher 15.0 Указываем рабочий каталог, в который будут сгенерированы рабочие файлы модели, включая базу данных модели (*.db) и файл результатов численного расчета (*.rst) Utility Menu>File>Change Directory

Процедура работы с пакетом ANSYS Подгружаем программу из текстового файла Utility Menu>File>Read Input from..

Основы языка APDL APDL - ANSYS Parametric Design Language APDL содержит в себе все основные элементы программирования: переменные, массивы, циклы, условия, алгебраические операторы и т.д. APDL содержит в себе специальные команды для работы с геометрическими объектами, объектами конечно-элементной сеткой, нагрузками, результатами численного расчета и т.д. APDL не учитывает регистр

Основы языка APDL Переменные: A1=5 B=4 Алгебраические операции: A=5+4 H=A-5 N=3*2 Perem=5/2 T2=8**6 J=4*(5+1) Комментарии: !комментарии могут !находится в любой части !кода, начинаются со знака !«!» и заканчиваются концом !строки

Основы языка APDL Команда на языке APDL выглядит следующим образом: comand,parameter1,parameter2,.. Имя команды заранее определено Каждый параметр команды находится на определенном месте и принимает определенные значения Параметры могут принимать следующие значения: заранее определенные ключевые слова (например, line, area, node и др.), численные значения (например, 1, 5, 0, 5e12) в том числе и алгебраические операции 1/2, 5*4, и т.п.), значения переменных (например, i, a1, ar4), значения массивов (например, a(1,4), ar2(4,2)) Пример команды: ksel,s,loc,x,5*2

Help help – самая главная команда ADPL help,ksel

Основы языка APDL Цикл: *do,i,1,52,1 !i=1, i=2, i=3, …, i=52 !тело цикла повторяется 52 раза *enddo Условие: *if,a,eq,5,then !команды, находящиеся тут запустятся, если a равно 5 *else ! команды, находящиеся тут запустятся, если a не равно 5 *endif

Рекомендуемая структура программы «Шапка» Ввод параметров Создание локальных систем координат Ввод в модель материалов Ввод в модель типов элементов Ввод в модель характеристик элементов (сечения и др.) Построение геометрии Построение конечно-элементной сетки Определение граничных условий Расчет Анализ результатов

Стадии построения модели Препроцессор Построение геометрии (Импорт геометрии из CAD) Построение расчетной сетки Определение нагрузок Определение условий закрепления Решатель Определение настроек численного решателя Конечно- элементный расчет Постпроцессор Представление численных результатов расчета в виде контуров, графиков, численных данных и т.д. Каждой стадии соответствуют определенные команды, которые работают только в этой стадии Циклы, условия, переменные работают на любой стадии моделирования

Советы по работе Работать только в рабочем каталоге: D:/answork/ Не запускать программы с флеш-носителей Не использовать русские названия и пробелы в рабочих каталогах, программах и каталогах, в которых находятся программы Использовать notepad++ с поддержкой языка apdl Писать комментарии после каждой командой! Не копировать код из предыдущих программ Соблюдать «правила приличия» при написании кода

Советы по моделированию Уменьшаем размерность задачи Учитываем симметрию Упрощаем модель На стадии отладки используем максимально грубую сетку На стадии отладки используем линейные свойства материалов Исследуем сходимость численной модели