Комбинирование результатов в ANSYS Mechanical

Аватар пользователя Zagrebelny
0 1612

В инженерной практике могут встречаться самые разные задачи. Если, к примеру, нужно проверить конструкцию на сейсмостойкость, то в подавляющем большинстве случаев можно использовать спектральный анализ – Response Spectrum.

Задаёте конечно-элементную сетку, указываете граничные условия и спектр (спектры) возбуждения, а затем получаете максимальный отклик конструкции. Ничего необычного. Если конструкция испытывает только сейсмические нагрузки, то на этом всё заканчивается и можно начать заниматься другими полезными или не очень делами.

Однако большинство конструкций дополнительно нагружены как минимум силами собственного веса, а то и ещё чем-нибудь вроде дополнительных стягивающих сил или распределённого давления. Например, конструкция моста испытывает как нагрузки от собственного веса, ветра и различных грузов, так и нагрузки от предполагаемого землетрясения. Сосуд, находящийся под давлением, очевидно, испытывает не только сейсмическое нагружение, но ещё и внутреннее давление, сжимающие нагрузки на всевозможных фланцах и тд. Таким образом, во многих случаях некорректно было бы сравнивать напряжения в конструкции от одной лишь сейсмической нагрузки c допускаемыми значениями. Отсутствие учёта предварительного нагружения может приводить к очень большой ошибке.

Что же в таком случае делать и как учитывать это предварительное нагружение?

Начну издалека, а именно с достаточно очевидного и полезного в других приложениях, но не универсального подхода – Solution Combination.

Solution Combination – это инструмент, позволяющий складывать и вычитать напряжения, деформации, перемещения и пр. друг из друга, если расчётные модули соединены между собой в Workbench (например, как на рисунке ниже).

Рисунок 1. Схема проекта

 

К примеру, для одной модели вы имеете посчитанные результаты по двум расчётным случаям и у вдруг появилась необходимость узнать, что за результаты получатся в той же конструкции, но испытывающей одновременно нагрузки из обоих случаев. Если результаты расчётов действительно можно складывать, то использование Solution Combination – это то что нужно.

Рисунок 2. Пример результата, полученного при помощи инструмента Solution Combination

 

Неприятное ограничение состоит в том, что складывать и вычитать результаты Solution Combination умеет только для модулей Static Structural.

Получается, что для вычисления результатов от предварительного нагружения и сейсмики такой подход не годится.

Второй, уже более универсальный вариант получения искомого результата – это использование строк «Identifier» и «Expression».

Дело в том, что, объединив расчётные модули в Workbench, результатам, находящимся в ветке «Solution», можно присвоить специальное имя – Identifier. После этого в «User Defined Result» в строке «Expression» это имя можно использовать для составления своего собственного результата.

Рисунок 3. Заполненная строка «Identifier» для результата

 

Всем хорош этот способ кроме одного неприятного момента. Дело в том, что часто используемые эквивалентные по критерию Мизеса напряжения в строку «Expression» так просто не записать, а потому не получить. И вот тут то самое время узнать про модуль Design Assessment, который решает все проблемы, описанные выше.

Рисунок 4. Design Assessment

 

Внутри Design Assessment, как и в инструменте Solution Combination, можно складывать и вычитать самые разные результаты (модального, статического, спектрального анализов).

Рисунок 5. Применение Design Assessment

 

Составленная комбинация результатов позволяет ANSYS’у найти компоненты тензора напряжений, по ним вычислить главные напряжения, а далее и эквивалентные по критерию Мизеса. Profit.

P.S. Есть ещё один способ комбинации различных результатов в Ansys, и заключается он в работе с файлами результатов и load case’ов (то есть расчётных случаев). В этом случае придётся использовать сразу в нескольких расчётных модулях командные вставки на APDL (команды LCFILE, LCOPER, LCWRITE и др.). Однако так как данный способ даёт те же результаты, что и Design Assessment, но в отличие от него гораздо более сложен, то его я подробно не описываю.

 

 

 

Добавить комментарий