Стр. 1 Часть 10 – Лагранжевы граничные условияMSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Лагранжа. - презентация

1 Стр. 1 Часть 10 – Лагранжевы граничные условияMSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Лагранжа

2 Стр. 2 Часть 10 – Лагранжевы граничные условияMSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Лагранжа СОДЕРЖАНИЕ Закрепление узлов – SPCn Вынужденное перемещение – FORCE/MOMENT Жёсткие стенки – WALL Элементы-связи – RCONN Элементы – жёсткие тела RBE2 KJOIN BJOIN

3 Стр. 3 Часть 10 – Лагранжевы граничные условияMSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Лагранжа ЗАКРЕПЛЕНИЕ УЗЛОВ Предотвращает движение узла в указанном направлении Операторы Balk Data, закрепляющие узлы, должны быть инициированы оператором Case Control SPC = SID Операторы SPCn раздела Bulk Data, не инициированные операторами Case Control, будут игнорированы Операторы SPC и SPC1 закрепляют узлы в той системе координат, в которой вычисляются их перемещения (в MSC.Dytran – это система координат, в которой задано расположение узлов) Закрепления узлов могут использоваться для моделирования граничных условий и условий симметрии Закрепляемые компоненты перемещений кодируются цифрами от 1 до 6, например 23 или 156 SPC = 100 BEGIN BULK … SPC, 100, 27, 123 SPC1, 100, 156, 19, THRU, 28

4 Стр. 4 Часть 10 – Лагранжевы граничные условияMSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Лагранжа ВРАЩАТЕЛЬНЫЕ ГРАНИЧНЫЕ УСЛОВИЯ Оператор SPC2 используется для задания окружной и радиальной скоростей узлов Операторы SPC2 должны быть инициированы соответствующим оператором Case Control Пример: Угловая скорость задаётся в РАДИАНАХ в единицах времени Узел на оси вращения Величина и направление угловой скорости Характеристика закрепления в радиальном направлении

5 Стр. 5 Часть 10 – Лагранжевы граничные условияMSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Лагранжа ЗАКРЕПЛЕНИЕ УЗЛОВ В ЛОКАЛЬНЫХ СИСТЕМАХ КООРДИНАТ Оператор SPC3 используется для закрепления узлов в локальной системе координат (которая, в свою очередь, может быть закреплена в другой локальной системе координат) Операторы SPC3 должны быть инициированы соответствующим оператором Case Control Пример: Первичная система координат, в которой закрепляются узлы Закрепляемые компоненты перемещения Вторичная система координат (в которой может закреплятьсяпервичная система координат) и закрепляемые компоненты перемещения первичной системы координат во вторичной

6 Стр. 6 Часть 10 – Лагранжевы граничные условияMSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Лагранжа ВЫНУЖДЕННОЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ Задаётся кинематическое перемещение узлов Задание вынужденного перемещения инициируется при TYPE=2 в операторе TLOADn Операторы TLOADn раздела Bulk Data должны быть инициированы оператором Case Control Вынужденное перемещение может быть задано в локальной системе координат

7 Стр. 7 Часть 10 – Лагранжевы граничные условияMSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Лагранжа ВЫНУЖДЕННОЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ УЗЛОВ Поле 5 (TYPE=2) в операторах TLOAD1 и TLOAD2 определяет, что задаётся вынужденное перемещение TLOAD1, 100, 110,, 2, 120 TLOAD2, 100, 110,, 2,0., 10.E-3, 1000., 90.,+ +, 0., 2. Оператор DAREA задаёт поступательную или угловую скорость по отдельным составляющим Операторы FORCE и MOMENT задают компоненты поступательной или угловой скорости по всем составляющим Вынужденная скорость может варьироваться во времени (задаётся оператором TABLED1) TLOAD = 100 BEGIN BULK … TLOAD1, 100, 110,, 2, 120 TABLED1, 120,,,,,,,, + +, 0., 0., 1., 1., ENDT FORCE, 110, 27,, -6.,, 1., 0.

8 Стр. 8 Часть 10 – Лагранжевы граничные условияMSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Лагранжа ВЫНУЖДЕННОЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ Поле CORDXXX в операторе FORCE определяет систему координат, в которой задаётся вынужденное перемещение FORCE, 110, 27, 2, -6.,, 1.

9 Стр. 9 Часть 10 – Лагранжевы граничные условияMSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Лагранжа ЖЁСТКИЕ СТЕНКИ С помощью оператора WALL моделируется жёсткая плоскость, сквозь которую указанные slave узлы проникать не могут Стенка определяется заданием точки в пространстве и вектором, перпендикулярным к задаваемой плоскости Два типа контакта со стенкой PENALTY – допускается внедрение (контактная сила нарастает с увеличением внедрения), трение может быть ненулевым KINEMATIC – узлы просто возвращаются в плоскость жёсткой стенки, трение отсутствует WALL,101,0.,0.,0.,0.,0.,1.,102,+ +,PENALTY,0.2 SET1,102,1,THRU,1999

10 Стр. 10 Часть 10 – Лагранжевы граничные условияMSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Лагранжа ЭЛЕМЕНТЫ - СВЯЗИ С помощью элементов - связей связываются две разные (с разными размерами элементов) конечно-элементные сетки Возможно совмещение сеток из балочных, оболочечных и объёмных элементов без совмещения положения узлов –заполнение зазоров между несовпадающими сетками Не рекомендуется применять в зонах, где ожидаются пики напряжений или разрушение модели Три типа связи: Поверхность – поверхность Узлы – поверхность Ребро оболочки – поверхность оболочки

11 Стр. 11 Часть 10 – Лагранжевы граничные условияMSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Лагранжа СВЯЗЬ ПОВЕРХНОСТЬ - ПОВЕРХНОСТЬ Две поверхности постоянно связаны между собой Master-поверхность: всегда связана с грубой сеткой Slave-поверхность: всегда связана с подробной сеткой Взаимосвязь сил и скоростей: Силы: slave-узлы master-узлы Скорости: master-узлы slave-узлы Пример: два объёмных тела связаны между собой посредством общих поверхностей 7 и 8 RCONN, 1, SURF, SURF, 7, 8

12 Стр. 12 Часть 10 – Лагранжевы граничные условияMSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Лагранжа СВЯЗЬ УЗЛЫ - ПОВЕРХНОСТЬ Связь отдельных узлов с поверхностью (в операторе RCONN параметр OPTION=NORMAL) Узлы определяют slave-поверхность, master-поверхность определяется как набор сегментов Связываются только поступательные степени свободы Пример: узлы с 1-го по 10-ый (принадлежащих балочным элементам) связаны с поверхностью 7 RCONN, 1, GRID, SURF, 3, 7, NORMAL SET1, 3, 1, THRU, 10

13 Стр. 13 Часть 10 – Лагранжевы граничные условияMSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Лагранжа СВЯЗЬ РЕБРО ОБОЛОЧКИ - ПОВЕРХНОСТЬ Связь балок или ребер оболочек с поверхностью (в операторе RCONN параметр OPTION=SHELL) Узлы определяют slave-поверхность, master-поверхность определяется как набор сегментов Связываются только поступательные степени свободы Пример: узлы с 1-го по 10-ый (принадлежащих оболочечным элементам) связаны с поверхностью 7 RCONN, 1, GRID, SURF, 3, 7, SHELL SET1, 3, 1, THRU, 10

14 Стр. 14 Часть 10 – Лагранжевы граничные условияMSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Лагранжа ЭЛЕМЕНТЫ - ЖЁСТКИЕ ТЕЛА Оператор RBE2 задаёт набор узлов, определяющих жёсткое тело С помощью этого оператора можно сформировать набор узлов, перемещение которых по указанным направлениям, будут одинаковы Может применяться для моделирования неразрушаемых точек сварки Пример: узлы с 1-го по 28-ой будут иметь перемещения в направлениях x и z, равные перемещениям по x и z узла 55 RBE2, 12, 55, 13, 1, THRU, 28 Элемент RBE2 может использоваться наряду с элементами- связями Использование вместо перечисления связываемых степеней свободы параметра FULLRIG приводит к тому, что перечисленные узлы ведут себя аналогично одному жёсткому телу Пример: узлы с 1-го по 28-ой будут вести себя как жёсткое тело с именем FR12 RBE2, 12, 55, FULLRIG, 1, THRU, 28

15 Стр. 15 Часть 10 – Лагранжевы граничные условияMSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Лагранжа КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ Элемент KJOIN может использоваться для связи оболочки с объёмным элементом (достигается связь по всем степеням свободы) Элемент JOIN может использоваться в случае, если необходимо связать только поступательные степени свободы Связывание оболочки и объёмного элемента осуществляется наложением кинематических связей на узлы оболочки Пример: элемент KJOIN связывает а) узлы 30, 32, 40, 42, 50 и 52; б) узлы, отстоящие друг от друга на расстояние не более 1·10 -5 KJOIN,2,333,1.0E-5,,0.5 SET1,333,30,32,40,42,50,52

16 Стр. 16 Часть 10 – Лагранжевы граничные условияMSC.Dytran Seminar Notes Введение в использование метода Лагранжа РАЗРУШАЮЩАЯСЯ СВЯЗЬ Элемент BJOIN может применяться для моделирования связи между узлами балочных или оболочечных элементов с возможностью разрушения Разрушение связи происходит при наступлении соответствующих условий Модели разрушения: По значению силы или момента По значению отдельных компонентов силы или момента Точка сварки Пользователя (посредством пользовательской подпрограммы) Узлы, связываемые элементом BJOIN, могут отстоять на некоторое расстояние (моделирование точки сварки) Пример:соединяются элементы, отстоящие не более чем на 1·10 -4, разрушение связи при достижении силы 1·10 6 BJOIN, 1, 333, 1.0E-4, FOMO, 1.0E6 SET1, 333, 31, THRU, 2000