Новые возможности ANSYS 1. Mechanical. Обновление ANSYS 1. Mechanical. О некоторых из них и пойдёт речь в данной статье. Расчёты элементов электроники. ANSYS 1. 7. 0 предлагает возможность автоматического преобразования моделей печатных плат из ECAD (при помощи Design. Modeler ) в расчётные модели для Mechanical, необходимые для прочностных и тепловых расчётов (рис.
Данные о материалах теперь также могут быть перенесены из ECAD. Новые модели материалов. Появились модели материалов Mohr- Coulomb (модель Мора- Кулона), Jointed Rock, Cam- Clay и Drucker- Prager Concrete.
Использование новых материалов пригодится для расчётов механики фундаментов, укладки штабелей, прокладки туннелей, экскавационных работ, осадки и уплотнения грунта. Также теперь доступны новые данные результатов для трещин (напряжения, J- интеграл по линии трещины). Композитные материалы. Некоторые детали, изготовленные из композитных материалов, требующих отверждения в печах, в результате приобретают искаженную форму. Для решения этой проблемы в пакет ANSYS добавлен новый продукт Composite Cure Simulation, который рассчитывает изменения формы в результате затвердевания, а также позволяет сформировать рекомендаций для удовлетворения технологическим допускам (рис. Построения слоёв теперь можно автоматизировать при помощи EXCEL (рис.
Высокопроизводительные вычисления. Появился новый Bock Lanczos решатель. Анализ динамических систем теперь занимает гораздо меньше времени с использованием распределённых вычислений (на рис. Теперь увеличение использование до 1. Построение сеток и работа с геометрией модели. Настройки по умолчанию теперь позволяют получать сетку элементов гораздо более высокого качества. В том числе улучшено разбиение узких колец (рис.
Shell элементами. Просмотр контактов между телами, а также близко расположенных вершин модели, стал более удобным, добавлены новые полезные функции (рис. Построение сетки на платформе Linux теперь выполняется значительно быстрее! Для построения исходной геометрии на основе деформированной сетки из готового расчёта больше не требуются APDL скрипты. Можно просто преобразовать деформированную сетку в объект геометрии путём, показанным на рис 1. Теперь можно просто экспортировать STL файлы геометрии, сетки и результатов прямо из Mechanical для дальнейшей работы с ними (рис.
Решение задачи механики хрупкого разрушения в ANSYS Mechanical APDL 13.0» Игорь Королёв Центр Компетенции ANSYS: . Расчет параметров механики разрушения в ANSYS Mechanical 15.0. Павел Дружинин Инженер технической поддержки ГК «ПЛМ Урал» . В этом примере будет произведен расчет коэффициентов интенсивности напряжений в полуэллиптической трещине при помощи . Механику разрушения разделяют на линейную и нелинейную. К линейной .
Для удобства ориентирования в сложных сборках появилась возможность добавления штриховки на разрезы (рис. Значительно улучшена функция адаптивного перестроения сетки (NLAD) (рис. Увеличено количество используемых критериев, а также снижены ограничения их применения. Теперь, например, для 2. D анализа доступен критерий формы элементов.
Не так давно я начал изучать Ansys Workbench. Прорешав некоторые задачи механики, в том числе и нелинейные, задался вопросом: . Механика разрушения. ANSYS R17 теперь позволяет использовать поверхности произвольной формы для моделирования трещин . Обучение и советы по программным продуктам ANSYS. Видеоуроки CADFEM. Механика деформируемого твердого тела в ANSYS · Низкочастотная . Териалов при эксплуатации. При решении задач в МР использу- ется комплексный подход к про- блеме разрушения, основанный на сочетании методов .
Морозов Е.М., Муйземнек А.Ю., Шадский А.С. ANSYS в руках инженера: Механика разрушения. Файл формата pdf; размером 115,52 МБ. Настоящая книга представляет собой пособие для самостоятельного овладения особенностями расчета параметров механики .
Новая функция построения сетки, исходная корректировка (Initial adjustment) контактной области, устраняет нежелательные зазоры и/или проникновения между контактными поверхностями для улучшения сходимости, как показано на рис 1. Также это будет полезно в случаях, когда необходимо задать преднапряжённое состояние деталей при помощи пересечения сеток. Теперь есть возможность проводить преднапряженный Full Harmonic анализ с учетом циклической симметрии.
Появилось частотно- зависимое нагружение. Также теперь нет ограничений на число шагов в MSUP Harmonic.
Спектральный и PSD расчёты теперь быстрее и допускают распараллеливание (рис. Новая модель подшипника скольжения: элемент COMBI2. Рейнольдса в предположении вязкого несжимаемого ламинарного течения с кавитацией. Rigid Body Dynamics, что существенно снижает требуемое расчетное время. В статье не затронуты многие относительно мелкие улучшения и нововведения для решения задач и упрощения работы пользователей. Информацию о самых интересных из них мы будем размещать на нашем сайте www.
Расчет параметров механики разрушения в ANSYS Mechanical 1. Павел Дружинин. Инженер технической поддержки ГК «ПЛМ Урал» — «Делкам- Урал»Группа компаний «ПЛМ Урал» — «Делкам- Урал» продолжает информировать читателей журнала о нововведениях вышедшей недавно версии инженерного программного обеспечения ANSYS 1. В настоящей статье речь пойдет о новых возможностях ANSYS 1. Теоретические сведения. Механика разрушения (МР) — это раздел механики, в котором изучаются конструкционные материалы и их способность сопротивляться разрушению под действием внешних сил при наличии усталостных трещин и различных технологических и эксплуатационных дефектов.
Основные исследования в области МР посвящены разработке методов предотвращения разрушения материалов при эксплуатации. При решении задач в МР используется комплексный подход к проблеме разрушения, основанный на сочетании методов механики сплошных сред с методами экспериментальной и теоретической физики и химического металловедения, математической теории упругости и строительной механики. При этом непосредственно учитывается комбинация влияния напряженного состояния и параметров дефектов (рис. Причинами наступления предельного состояния конструкции (в нашем случае — разрушение) могут являться различные технологические и эксплуатационные факторы, такие как: неправильный выбор материала (корабли союзников во время Второй мировой войны, рис. I. 3); неправильная технология/техника литья (Колокол Свободы, рис. Подход механики разрушения. Рис. Разрушение танкера.
Рис. Разрушение моста I- 3. W через Миссисипи. Рис. Трещина в Колоколе Свободы.
Типы трещин. Раскрытие трещины в твердом теле может быть осуществлено тремя различными путями (рис. При отрывных напряжениях возникает трещина типа «разрыв» (тип I) (рис. При плоском сдвиге образуется трещина типа «сдвиг» (тип II) (рис. Трещина типа «срез» (тип III) (рис.
Типы трещин. Рис. Образцы для испытаний на вязкость разрушения.
Рис. Контуры интегрирования. В общем случае трещину можно описать этими тремя типами или их комбинацией.
Чаще всего в технике встречается трещина типа I, так как большая часть элементов конструкций разрушается в случае, если берега трещины перпендикулярны плоскости трещины. Испытание на вязкость разрушения (трещиностойкость)Основной параметр, используемый в линейной механике разрушения, — коэффициент интенсивности напряжений Kc. Это масштабный коэффициент, используемый для описания увеличения приложенного напряжения в вершине трещины известного размера и формы. Значение интенсивности напряжения, при котором начинается развитие трещины, называется критическим коэффициентом интенсивности напряжений или вязкостью разрушения. Процедура испытаний на вязкость разрушения стандартизована Американским обществом испытания материалов ASTM.
На первый взгляд, необходимость в стандартном испытании кажется странной. Вследствие универсальности концепции, связанной с коэффициентом Kc, для таких испытаний подходит любой образец с трещиной (рис.
Kc. Как правило, в исследованиях придерживаются следующего порядка испытания стандартного образца: В образце создается начальная трещина. Объект нагружается до тех пор, пока трещина не начнет расти. По результатам испытания вычисляют вязкость разрушения Kc.
Значения этого параметра для некоторых материалов занесены в стандартную библиотеку Mechanical. Этапы реализации методов механики разрушения в пакете ANSYSВ версии 1. CINT реализована методика вычисления J. Кроме того, в ANSYS Mechanical через графический интерфейс реализована работа команды CINT; добавление возможностей команды CINT в версии 1. ANSYS Mechanical включена поддержка T. Возможности ANSYS для решения задач механики разрушения. В пакетах ANSYS Mechanical и Mechanical APDL реализованы различные методологии для оценки трещиностойкости конструкций.
Они позволяют вычислять следующие параметры механики разрушения: интенсивность высвобождения упругой энергии G; J. Нумерация контуров при этом идет наружу от вершины трещины (рис. Преимущество такого подхода состоит в том, что для его применения не требуется создавать сингулярные конечные элементы в вершине трещины. Однако, в силу особенностей технологии CINT, данный метод применим только в случае использования модели линейно упругого материала. Пользователь настраивает количество контуров интегрирования. Количество контуров неограниченно, но все они должны находиться в области сеточной модели.
При этом вычисления на контурах, которые касаются внешних границ модели, будут неточны вследствие граничных эффектов. Кроме того, важно отметить, что, так как по определению значение J. Метод CINT для VCCT (методика виртуального закрытия трещины)Наиболее частым видом разрушения конструкций из композитных материалов является расслаивание (деламинация), которое можно охарактеризовать скоростью освобождения упругой энергии, вычисляемой с помощью методики виртуального закрытия трещины VCCT. Данный метод опирается на следующие гипотезы: энергия, требуемая для разделения поверхностей, равна энергии, необходимой для смыкания этих же поверхностей; напряженное состояние вокруг вершины трещины существенно не изменится, когда трещина подрастет на малую величину. Для объемных моделей с конечными элементами низкого порядка интенсивность высвобождения упругой энергии G определяется следующим образом: , , ,где GI, GII, GIII — скорости высвобождения энергии вида I, II, и III.
Рис. Схема процесса раскрытия трещины в КЭ модели. Метод CINT для конфигурационных сил (Material Forces)Конфигурационная сила не является силой в традиционном смысле этого слова: согласно определению, это величина упругой энергии, высвобождающейся при росте трещины на единицу длины. Термин введен в нелинейной механике разрушения как мера возмущения поля упругой деформации вблизи дефекта в конструкции. Метод нашел широкое применение в анализе прочности композиционных материалов. В случае применения модели линейно упругого материала данный подход аналогичен методу J. Для настройки расчета используются команды CINT, TYPE, MFOR.
Моделирование трещин в Mechanical. Как было сказано выше, возможности 1. Таким образом, моделирование трещины является следующим шагом после разбиения тела на КЭ. Геометрические параметры, число КЭ по длине и степень сгущения сетки в зоне вершины трещины задаются в свойствах объекта. Технология подразумевает использование переходной области для обеспечения плавного изменения размера элементов. Размеры переходной области задаются параметрами Buffer Zone Scale (рис.
Панель настройки параметров объекта «Трещина»Рис. Исходная сетка КЭРис. Сетка КЭ со вставленной областью трещины.
Метод. Pre. Это может быть удобно в случае импорта сетки КЭ с трещиной из стороннего пакета. Github Pages Инструкция. Фронт трещины и нормаль к плоскости трещины определяются в настройках объекта Pre.
Трещина, заданная на основе созданной вручную геометрии. Анализ результатов. Постпроцессор ANSYS 1. Значения величин также могут быть сохранены в текстовый файл с применением команды Export (рис. Графическое отображение изменения значения КИНа по длине контура интегрирования. Рис. График изменения значения КИНа по длине контура интегрирования. Рис. Команда сохранения результатов расчета в текстовый файл.
Реализация расслоения в Mechanical. Функция Interface Delamination реализует методы виртуального закрытия трещины (VCCT) или метода области склеивания (CZM) для моделирования процесса роста трещины в материале. Метод виртуального закрытия трещины (VCCT) был разработан для расчета интенсивности высвобождения упругой энергии.