Раздел: Документация
0 1 2 3 ... 166 Чигарев А.В., Кравчук А.С., Смалюк А.Ф. Целью книги является обучение пользователя основам использования ANSYS для решения инженерных задач. В книге дано описание применения средств графического интерфейса программы для создания твердотельных моделей, их разбиения, выбора физической модели поведения материала, выполнения и визуализации результатов. Это по мнению авторов должно существенно облегчить обучение студентов, инженеров н научных работников использованию ANSYS. Для иллюстрации материала приведен ряд примеров решения задач расчета на прочность с использованием упругих и пластичных материалов, а также простейшая задача теплообмена. Подробно рассмотрены все важные этапы подготовки задачи, ее решения и отображения результатов. Примеры сопровождаются подробными пояснениями использования пунктов главного меню, и где это возможно, текстом соответствующих команд. Книга ориентирована на читателя, имеющего определенное представление о принципах работы различных пакетов САПР, а также базовые знания в области механики твердого тела и теплообмена. Может быть использована в качестве справочного пособия студентами старших курсов технических вузов и инженерами при проведении проектно-конструкторских работ. isbn 5-94275-048-3 © Чигарев А.В., Кравчук А.С., Смалюк А.Ф., 2004 © "Издательство Машиностроение-1", 2004 ВВЕДЕНИЕ Развитие техники ставит новые задачи в области исследования работоспособности машин и их элементов. Повышение их надежности и долговечности, являясь важнейшим фактором, определяющим рост конкурентоспособности изделий, связано с достоверным определением "опасных" мест конструкции. Наиболее эффективным широко используемым современным средством достижения поставленной цели является использование метода конечных элементов. Первоначально метод рассматривался как специальная инженерная процедура для построения матричных решений задач при расчете напряжений и перемещений. Однако позже стало очевидно, что этой процедуре можно дать вариационную интерпретацию, если ввести в рассмотрение потенциальную энергию системы. Сущность метода конечных элементов состоит в аппроксимации исследуемого тела некоторой моделью, которая представляет собой совокупность элементов с конечным числом степеней свободы. Эти элементы взаимосвязаны только в узловых точках, куда прикладываются фиктивные силы, эквивалентные поверхностным напряжениям, распределенным по границам элементов. Параметры приведенной идеализированной системы определяются исходя из соответствующих вариационных решений. Хотя основные принципы метода конечных элементов сформулированы давно, данный метод получил широкое применения только во второй половине двадцатого столетия. В основном это связано с тем, что его использование требует больших объемов рутинных вычислений. Ситуация в корне изменилась с развитием вычислительной техники, когда выяснилось, что ЭВМ вполне подходят для решения подобных задач. Первые программные продукты, использующие для расчетов метод конечных элементов, появились еще в конце шестидесятых годов. Метод конечных элементов позволяет значительно уменьшить затраты при разработке новых изделий, так как позволяет существенно сократить объемы или даже полностью отказаться от дорогостоящих стендовых испытаний. Кроме того с помощью метода конечных элементов можно в сравнительно короткие сроки оценить характеристики разных вариантов конструкций и выбрать наилучшую. В последнее время метод конечных элементов применяется в самых разных отраслях промышленности и науки. С его помощью выполняются расчеты в архитектуре, причем не только расчеты на прочность, но также расчеты акустики и тепловые расчеты. Широкое применение программные продукты, использующие данный метод, получили в машиностроении для расчетов на прочность самых разных узлов и конструкций современных машин. Решаемые задачи не ограничиваются прочностными, также важными являются задачи расчета температурного режима узлов и механизмов. Отдельным, и тоже важным классом задач, решаемых методом конечных элементов, являются гидродинамические задачи, причем современные программные комплексы умеют решать практически любые задачи данного класса. Некоторые пакеты, основанные на методе конечных элементов, "научились" решать даже такие трудно моделируемые задачи, как задачи разрушения, задачи с большими пластическими деформациями (например расчеты процессов прессования) и т.д. В настоящее время существует достаточно много программных продуктов для решения отдельных классов задач, основанных на методе конечных элементов. Можно подобрать программный продукт практически для любой задачи. Следует отметить, что многие коммерческие программы чрезвычайно дороги (речь идет о десятках тысяч долларов), но в отличие от дешевых и бесплатных программных пакетов, они способны представить более высокое качество и скорость решения задач. Один из наиболее мощных коммерческих программных продуктов - это ANSYS. ANSYS известен на рынке уже более двадцати лет и является наиболее распространенным средством для научных и инженерных расчетов. Особенностью ANSYS является чрезвычайно широкий спектр задач, которые он в состоянии решать. Сюда входят задачи: расчетов на прочность (как линейные, так и нелинейные), теплообмена, гидродинамики, смешанные и даже акустики. Цель книги - обучение пользователя основам использования ANSYS для решения различных инженерных задач. Основное внимание уделено описанию работы средств графического интерфейса программы. В книге дано описание основных средств создания твердотельных моделей, разбиения модели, выполнения расчета и визуализации результатов. Это, по мнению авторов, должно существенно облегчить обучение студентов, инженеров и научных работников использованию ANSYS. Основное внимание уделено средствам для решения задач расчета напряженно-деформированного состояния изделий с использованием упругих и упруго-пластических моделей материалов. Также даны некоторые сведения о термических расчетах. Для иллюстрации возможностей по ANSYS приведен ряд примеров. Они сопровождаются подробными пояснениями, причем описывается использование как графического интерфейса пользователя, так и средств командной строки. Подробно рассмотрены все важные этапы подготовки задачи, ее решения и отображения результатов. Авторы выражают благодарность заведующему кафедрой "Механика и процессы управления" профессору А.И. Боровкову (СПбГТУ) за консультации, а также представительству CAD-FEM GmbH в СНГ и лично господину Валерию Анпилову за разрешение использовать ANSYS 5.7 ED в качестве учебного приложения к книге. 0 1 2 3 ... 166
|
