OBLICZENIOWA ANALIZA CZĘŚCI MASZYN

Warunki brzegowe

Powrót do strony startowej


Warunki brzegowe to jeden z elementów opisu zadania matematycznego, składającego się m.in. z równania różniczkowego.

W tym wypadku chodzi o równania teorii sprężystości. W praktyce obliczeń wytrzymałościowych warunki brzegowe to opis (za pomocą dostępnych elementów modelowania fizycznego) oddziaływania innych części na obliczaną.


Konstrukcja, a warunki brzegowe!!

Podparcie -konstrukcja:

tzw. poduszki
ułatwienie technologiczne - mała powierzchnia obróbki,
konstrukcyjnie - jednoznaczność styku, mniejszy wpływ błędów płaskości

 

fundamentowanie

konstrukcja podparta jedynie w okolicach śrub

Podparcie - modele uproszczone, ale działające jak konstrukcja:

duże uproszczenie
ale w miejscu odległym od przekrojów niebezpiecznych - dopuszczalne

 

mniejsze uproszczenie
przesadne, punktowe oddziaływanie ("szczypanie konstrukcji")
w przekroju niebezpiecznym wpływ niewidoczny

 

 

Obciążenie -konstrukcja:

nacisk od panewki krążka

 

Obciążenie - modele uproszczone, ale działające jak konstrukcja:

nacisk od panewki krążka - skąd:

najlepiej wspólne obliczenia dla osi, panewki i krążka (dużo pracy, będą osobne wykłady), wykład na temat elementów kontaktowych

uproszczenie: nacisk równomierny na założoną strefę styku,

radykalne uproszczenie: siły skupione.

 

Porówanie wpływu warunków brzegowych na wyniki:

W miejscu oddalonym od warunków brzegowych wyniki przestają się różnić.

Powiększanie dokładności wyników obliczeń:
oddalać miejsca nakładania warunków brzegowych od przekrojów niebezpiecznych (niestety: uwzględniając w modelu kolejne elementy konstrukcji, tutaj: krążek)

 

 

Przykłady:

podparcie powierzchni (tj. węzłów leżących na powierzchni, klasyka MES)

/SOLU
NSEL,S,LOC,Z,-60
NSEL,R,LOC,X,-925,-725
D,ALL,ALL,0
ALLSEL
FINISH

podparcie powierzchni (ułatwienie ANSYSa)

DA, AREA, Lab, Value

gdzie: AREA - numer powierzchni, ewent. słowo ALL

Lab - kierunek podparcia (przemieszczenia): SYMM, ASYM, UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ (dotyczy kierunku podparcia węzłów leżących w płaszczyźnie)

Value - wartość przemieszczenia (0 albo brak - jeśli podparcie)

 

podparcie punktów kluczowych (ułatwienie ANSYSa)

DK, KPOI, Lab, VALUE,

gdzie: KPOI - numer punktu kluczowego, ewent. słowo ALL

Lab - kierunek podparcia (przemieszczenia): UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ (dotyczy kierunku podparcia węzłów leżących w miejscu punktu kluczowego)

 

do tego ułatwienie ANSYSa: "twarde" punkty kluczowe (wymuszenie podziału)

wady: można stosować tylko z free meshing (nie polecam)

zalety: upraszcza model geometryczny, można uratować model po wykryciu błędów podparcia i obciążenia

HPTCREATE, TYPE, ENTITY, NHP, LABEL, VAL1, VAL2, VAL3

gdzie: TYPE - słowo LINE albo AREA

ENTITY - numery linii, albo powierzchni, na której ma leżeć

NHP - numer twardego punktu kluczowego

LABEL - słowo COORD albo RATIO

VAL1, VAL2, VAL3 - położenie w kierunku osi X, Y i Z

HPTCREATE,AREA, 2,401,COORD,-900, 40,-60,

Siła skupiona (przyłożona do węzła, klasyka MES)

F, NODE, Lab, VALUE,

gdzie: NODE - numer węzła, ewent. słowo ALL

Lab - nazwa kierunku obciążenia: FX, FY, FZ, MX, MY, MZ (dotyczy obciążenia węzła leżącego w punkcie kluczowym)

VALUE - wartość obciążenia (uwaga jednostki, zwłaszcza momentów!)

 

Ułatwienie Ansysa: siła przyłożona do punktu kluczowego

F, KP, Lab, VALUE,

gdzie: KP - numer obciążanego punktu kluczowego, ewent. słowo ALL

Lab - nazwa kierunku obciążenia: FX, FY, FZ, MX, MY, MZ (dotyczy obciążenia węzła leżącego w punkcie kluczowym)

VALUE - wartość obciążenia (uwaga jednostki, zwłaszcza momentów!)

"efekt szczypania"

po ukryciu "zepsutego" fragmentu

 

Oglądanie wyników

Powrót do strony startowej


Wyniki obliczeń można przeglądać za pomocą komend, ale tym razem wygodniej za pomocą menu i myszy


Przykłady:

naprężenia zredukowane wg hipotezy Hubera

Maksymilian Tytus Huber (1872-1950) - polski naukowiec, inżynier mechanik.

Richard von Mises (1883-1953) - amerykański matematyk pochodzenia austriackiego.

PLNSOL, Item, Comp, KUND (bardzo obszerna komenda, pozwalająca malować interpolowane do węzłów wykresy warstwicowe wszelkich wyników)

gdzie: KUND - klucz cienia niedkształcownej konstrukcji: 0 - brak, 1 - cała struktura, 2 - tylko jej zarys

 

/POST1
PLNSOL, S,EQV, 2

FINISH

"efekt szczypania" w miejscach punktowego podparcia (uproszczony model śrub)

 

naprężenia główne (kierunkowe, np. tutaj w kierunku X to zginające)

/POST1
PLNSOL, S,X, 2

FINISH

 

naprężenia główne (kierunkowe, np. tutaj ścinanie (skręcanie) w płaszczyźnie YZ)

/POST1
PLNSOL, S,YZ, 2

FINISH

 

 

 

Powrót do strony startowej


Autor: Leszek Dąbrowski - Wydział Mechaniczny Politechniki Gdańskiej 2009