pobieranie: 09 Ansys Tworzenie brył
Pobierz dokument pdfPrzeglądaj wersję html pliku:
POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA KATEDRA MECHANIKI I PODSTAW KONSTRUKCJI MASZYN
Ćwiczenie nr 9 Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Numeryczne metody analizy konstrukcji
Wykorzystanie operacji boolowskich przy tworzeniu bryły.
Szczecin 2002
Opis ćwiczenia Celem ćwiczenia będzie zapoznanie się z zastosowaniem płaszczyzn roboczych, oraz z podstawowymi operacjami boolowskimi (wyciąganiem, przedłu aniem, dodawaniem, odejmowaniem, sklejaniem itp.) W ćwiczeniu zostaną u yte elementy SOLID45 o 8 węzłach, charakteryzującymi się 3 stopniami swobody w ka dym węźle (UX,UY i UZ). Bryła (podpora ło yska) wykonana jest ze stali o module Younga E = 2.1⋅105 MPa i ν = 0.27. Bryła została przedstawiona na rysunku 1.
Rys. 1.
Obcią enie podpory ło yska zostanie przyło one jako ciśnienie działające na wewnętrzną stronę otworu pod ło ysko, natomiast utwierdzenie zostanie przyło one do 4 otworów mocujących. Wartość ciśnienia to 1 MPa.
■ PREPROCESSOR 1. Definiowanie typu elementu Wybierz element SOLID45 Brick 8node 2. Definiowanie stałych materiałowych Main Menu: Preprocessor → Material Props → Material Models…→ Material Model Number 1 → Structural→ Linear→ Elastic → Isotropic EX: 2.1e5 PRXY: 0.27
3. Tworzenie modelu podpory ło yskowej Do narysowania podpory ło yska wykorzystamy symetrię bryły, rysując tylko jej połowę. Main Menu: Preprocessor → Modeling → Create → Volumes → Block→ By Dimensions X1, X2 0, 30 Y1, Y2 0, 10 Z1, Z2 0, 30 Preprocessor → Modeling → Create → Volumes → Block→ By Dimensions X1, X2 15, 30 Y1, Y2 10, 27.5 Z1, Z2 0, 7.5
Main Menu:
Aby narysować okrąg względem osi Y nale y stworzyć układ lokalny poło ony tak, aby oś Z układu lokalnego była poło ona tak jak oś Y układu globalnego. Aby stworzyć układ lokalny wykorzystamy funkcje: Utility Menu: WorkPlane → Align WP with... → Keypoints
Wskazujemy punkty jak na rysunku 2 i zatwierdzamy OK.
Rys. 2. Main Menu: Preprocessor → Modeling → Create → Volumes → Cylinder → Solid Cylinder WP X 0 WP Y 0 Radius 15 Depth 7.5
Teraz wykorzystamy funkcje dodania brył 2 i 3 (walec + stykający się z nim prostopadłościan). Main Menu: Preprocessor → Modeling → Operate → Add → Volumes
Wskazujemy bryły 2 i 3, a następnie zatwierdzamy. Teraz będziemy tworzyć bryły, które będziemy odejmować od ju istniejących. Main Menu: Preprocessor → Modeling → Create → Volumes → Cylinder → Solid Cylinder WP X 0 WP Y 0 Radius 8.5 Depth 7.5 Preprocessor → Modeling → Operate → Subtract → Volumes
Main Menu:
Wskazujemy bryłę z której będziemy wycinać, zatwierdzamy a następnie wskazujemy bryłę którą będziemy wycinać i wciskamy OK. Powtarzamy tą samą czynność z kolejną bryłą.
Main Menu:
Preprocessor → Modeling → Create → Volumes → Cylinder → Solid Cylinder WP X 0 WP Y 0 Radius 10 Depth 1.875 Preprocessor → Modeling → Operate → Subtract → Volumes
Main Menu:
Teraz musimy odciąć niepotrzebną część bryły. Wykorzystamy w tym celu układ lokalny Workplane. Utility Menu: WorkPlane → WP Settings
Zaznaczamy opcję Grid and Triad, oraz zmieniamy Spacing na 1, Minimum na –10, oraz Maximum na 10. Teraz musimy obrócić układ lokalny. Utility Menu: WorkPlane → Offset WP by Increments
Obracamy układ lokalny względem osi X jak na rysunku 3
Rys. 3. Main Menu: Preprocessor → Modeling → Operate → Divide → Volu by WrkPlane
Wskazujemy bryłę górną i zatwierdzamy. Teraz musimy usunąć niepotrzebną część bryły.
Main Menu:
Preprocessor → Delete → Volume and Below
Wskazujemy niepotrzebną część bryły i zatwierdzamy. Wyłączamy siatkę układu lokalnego. Utility Menu: WorkPlane → WP Settings
Zaznaczamy opcję Triad only. Teraz zmieniamy układ lokalny wg rysunku 4. Utility Menu: WorkPlane → Align WP with... → Keypoints
Rys. 4. Teraz rysujemy dwa walce, które następnie wytniemy. Main Menu: Preprocessor → Modeling → Create → Volumes → Cylinder → Solid Cylinder WP X 7.5 WP Y 7.5 Radius 3.75 Depth 10 WP X WP Y Radius Depth 22.5 7.5 3.75 10
Apply
Main Menu:
Preprocessor → Modeling → Operate → Subtract → Volumes
Wskazujemy bryłę z której będziemy wycinać, zatwierdzamy a następnie wskazujemy bryłę którą będziemy wycinać i wciskamy OK. Teraz narysujemy wspornik podpory. W tym celu stworzymy dodatkowy punkt, następnie narysujemy powierzchnie i u yjemy funkcji wyciągnięcia. Najpierw jednak musimy zmienić układ aktywny z globalnego na lokalny. Utility Menu: Main Menu: WorkPlane → Change Active CS to... → Working Plane Preprocessor → Modeling → Create → Keypoints → In Active CS WP X WP Y WP Z Main Menu: 0 15 0
Preprocessor → Modeling → Create → Areas → Arbitrary → Throug KPs
Wskazujemy punkty jak na rysunku 5.
Rys. 5. Preprocessor → Modeling → Operate → Extrude → Areas → By XYZ Offset Wskazujemy stworzoną powierzchnię i w polu DY wpisujemy wartość 1.5. Teraz powstałe bryły nale y skleić lub dodać. Ró nica miedzy sklejaniem a połączeniem brył polega na tym, e po sklejeniu mo emy dzielić bryły na elementy skończone niezale nie stosując ró ne podziały. Main Menu:
Main Menu:
Preprocessor → Modeling → Operate → Glue → Volumes → Pick All
Teraz musimy odbić powstałą bryłę, ale wcześniej nale y zmienić układ lokalny jak na rysunku 6.
Rys. 6.
Utility Menu: Main Menu:
WorkPlane → Align WP with... → Keypoints Preprocessor → Modeling → Reflect → Volumes → Pick All
Zaznaczamy X-Y plane Main Menu: Preprocessor → Modeling → Operate → Glue → Volumes → Pick All
Teraz podzielimy bryłę na siatkę elementów skończonych. Main Menu: Preprocessor → MeshTool
Zaznaczamy opcję Smart Size i zmieniamy z 6 na 7, a nastepnie wciskamy Mesh → Pick All SOLUTION 1. Utwierdzenie bryły
Bryłę będziemy utwierdzać na wszystkich powierzchniach małych otworów. Main Menu: Solution → Loads → Apply → Structural → Displacement → On Areas
Wskazujemy powierzchnie małych otworów, zatwierdzamy i wskazujemy All DOF
2.
Obcią enie bryły
Bryłę będziemy obcią ać ciśnieniem działającym na wewnętrzną część podpory ło yska. Main Menu: Solution → Loads → Apply → Structural → Pressure → On Areas
Wskazujemy powierzchnie, zatwierdzamy i wpisujemy wartość ciśnienia 1 MPa. 3. Rozwią zadanie GENERAL POSTRPOCESSOR Obejrzyj wyniki obliczeń.
09 Ansys Tworzenie brył
POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA KATEDRA MECHANIKI I PODSTAW KONSTRUKCJI MASZYN
Ćwiczenie nr 9 Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Numeryczne metody analizy konstrukcji
Wykorzystanie operacji boolowskich przy tworzeniu bryły.
Szczecin 2002
Opis ćwiczenia Celem ćwiczenia będzie zapoznanie się z zastosowaniem płaszczyzn roboczych, oraz z podstawowymi operacjami boolowskimi (wyciąganiem, przedłu aniem, dodawaniem, odejmowaniem, sklejaniem itp.) W ćwiczeniu zostaną u yte elementy SOLID45 o 8 węzłach, charakteryzującymi się 3 stopniami swobody w ka dym węźle (UX,UY i UZ). Bryła (podpora ło yska) wykonana jest ze stali o module Younga E = 2.1⋅105 MPa i ν = 0.27. Bryła została przedstawiona na rysunku 1.
Rys. 1.
Obcią enie podpory ło yska zostanie przyło one jako ciśnienie działające na wewnętrzną stronę otworu pod ło ysko, natomiast utwierdzenie zostanie przyło one do 4 otworów mocujących. Wartość ciśnienia to 1 MPa.
■ PREPROCESSOR 1. Definiowanie typu elementu Wybierz element SOLID45 Brick 8node 2. Definiowanie stałych materiałowych Main Menu: Preprocessor → Material Props → Material Models…→ Material Model Number 1 → Structural→ Linear→ Elastic → Isotropic EX: 2.1e5 PRXY: 0.27
3. Tworzenie modelu podpory ło yskowej Do narysowania podpory ło yska wykorzystamy symetrię bryły, rysując tylko jej połowę. Main Menu: Preprocessor → Modeling → Create → Volumes → Block→ By Dimensions X1, X2 0, 30 Y1, Y2 0, 10 Z1, Z2 0, 30 Preprocessor → Modeling → Create → Volumes → Block→ By Dimensions X1, X2 15, 30 Y1, Y2 10, 27.5 Z1, Z2 0, 7.5
Main Menu:
Aby narysować okrąg względem osi Y nale y stworzyć układ lokalny poło ony tak, aby oś Z układu lokalnego była poło ona tak jak oś Y układu globalnego. Aby stworzyć układ lokalny wykorzystamy funkcje: Utility Menu: WorkPlane → Align WP with... → Keypoints
Wskazujemy punkty jak na rysunku 2 i zatwierdzamy OK.
Rys. 2. Main Menu: Preprocessor → Modeling → Create → Volumes → Cylinder → Solid Cylinder WP X 0 WP Y 0 Radius 15 Depth 7.5
Teraz wykorzystamy funkcje dodania brył 2 i 3 (walec + stykający się z nim prostopadłościan). Main Menu: Preprocessor → Modeling → Operate → Add → Volumes
Wskazujemy bryły 2 i 3, a następnie zatwierdzamy. Teraz będziemy tworzyć bryły, które będziemy odejmować od ju istniejących. Main Menu: Preprocessor → Modeling → Create → Volumes → Cylinder → Solid Cylinder WP X 0 WP Y 0 Radius 8.5 Depth 7.5 Preprocessor → Modeling → Operate → Subtract → Volumes
Main Menu:
Wskazujemy bryłę z której będziemy wycinać, zatwierdzamy a następnie wskazujemy bryłę którą będziemy wycinać i wciskamy OK. Powtarzamy tą samą czynność z kolejną bryłą.
Main Menu:
Preprocessor → Modeling → Create → Volumes → Cylinder → Solid Cylinder WP X 0 WP Y 0 Radius 10 Depth 1.875 Preprocessor → Modeling → Operate → Subtract → Volumes
Main Menu:
Teraz musimy odciąć niepotrzebną część bryły. Wykorzystamy w tym celu układ lokalny Workplane. Utility Menu: WorkPlane → WP Settings
Zaznaczamy opcję Grid and Triad, oraz zmieniamy Spacing na 1, Minimum na –10, oraz Maximum na 10. Teraz musimy obrócić układ lokalny. Utility Menu: WorkPlane → Offset WP by Increments
Obracamy układ lokalny względem osi X jak na rysunku 3
Rys. 3. Main Menu: Preprocessor → Modeling → Operate → Divide → Volu by WrkPlane
Wskazujemy bryłę górną i zatwierdzamy. Teraz musimy usunąć niepotrzebną część bryły.
Main Menu:
Preprocessor → Delete → Volume and Below
Wskazujemy niepotrzebną część bryły i zatwierdzamy. Wyłączamy siatkę układu lokalnego. Utility Menu: WorkPlane → WP Settings
Zaznaczamy opcję Triad only. Teraz zmieniamy układ lokalny wg rysunku 4. Utility Menu: WorkPlane → Align WP with... → Keypoints
Rys. 4. Teraz rysujemy dwa walce, które następnie wytniemy. Main Menu: Preprocessor → Modeling → Create → Volumes → Cylinder → Solid Cylinder WP X 7.5 WP Y 7.5 Radius 3.75 Depth 10 WP X WP Y Radius Depth 22.5 7.5 3.75 10
Apply
Main Menu:
Preprocessor → Modeling → Operate → Subtract → Volumes
Wskazujemy bryłę z której będziemy wycinać, zatwierdzamy a następnie wskazujemy bryłę którą będziemy wycinać i wciskamy OK. Teraz narysujemy wspornik podpory. W tym celu stworzymy dodatkowy punkt, następnie narysujemy powierzchnie i u yjemy funkcji wyciągnięcia. Najpierw jednak musimy zmienić układ aktywny z globalnego na lokalny. Utility Menu: Main Menu: WorkPlane → Change Active CS to... → Working Plane Preprocessor → Modeling → Create → Keypoints → In Active CS WP X WP Y WP Z Main Menu: 0 15 0
Preprocessor → Modeling → Create → Areas → Arbitrary → Throug KPs
Wskazujemy punkty jak na rysunku 5.
Rys. 5. Preprocessor → Modeling → Operate → Extrude → Areas → By XYZ Offset Wskazujemy stworzoną powierzchnię i w polu DY wpisujemy wartość 1.5. Teraz powstałe bryły nale y skleić lub dodać. Ró nica miedzy sklejaniem a połączeniem brył polega na tym, e po sklejeniu mo emy dzielić bryły na elementy skończone niezale nie stosując ró ne podziały. Main Menu:
Main Menu:
Preprocessor → Modeling → Operate → Glue → Volumes → Pick All
Teraz musimy odbić powstałą bryłę, ale wcześniej nale y zmienić układ lokalny jak na rysunku 6.
Rys. 6.
Utility Menu: Main Menu:
WorkPlane → Align WP with... → Keypoints Preprocessor → Modeling → Reflect → Volumes → Pick All
Zaznaczamy X-Y plane Main Menu: Preprocessor → Modeling → Operate → Glue → Volumes → Pick All
Teraz podzielimy bryłę na siatkę elementów skończonych. Main Menu: Preprocessor → MeshTool
Zaznaczamy opcję Smart Size i zmieniamy z 6 na 7, a nastepnie wciskamy Mesh → Pick All SOLUTION 1. Utwierdzenie bryły
Bryłę będziemy utwierdzać na wszystkich powierzchniach małych otworów. Main Menu: Solution → Loads → Apply → Structural → Displacement → On Areas
Wskazujemy powierzchnie małych otworów, zatwierdzamy i wskazujemy All DOF
2.
Obcią enie bryły
Bryłę będziemy obcią ać ciśnieniem działającym na wewnętrzną część podpory ło yska. Main Menu: Solution → Loads → Apply → Structural → Pressure → On Areas
Wskazujemy powierzchnie, zatwierdzamy i wpisujemy wartość ciśnienia 1 MPa. 3. Rozwią zadanie GENERAL POSTRPOCESSOR Obejrzyj wyniki obliczeń.
