primjer 3 – ploèa s kružnim otvorom – kreiranje modelaprimjer 3 – ploča s kružnim otvorom...

Primjer 3 – Ploča s kružnim otvorom – kreiranje modela - uđite u task ¨Boundary Conditions¨ - kreirajte model konačnih elementata koji se odnosio na dio ¨Ploča s otvorom¨:

- aktivirajte opciju ¨Geometry Based Analisys Form¨ OK

- Kreiran je model konačnih elemenata koji se odnosi na dio ¨Ploča s otvorom¨. Moguće ga je registrirati u ¨Manage Bins¨ formi. Svaki dio na popisu koji iza imena ima 3 točkice posjeduje i model konačnih elemenata. Ako u popisu kliknete na takav dio, moguće je doći i do modela i dalje manipulirati njime.

Definiranje rubnih uvjeta Budući da je problem simetričan u odnosu horizontalnu (X) i vertikalnu (Y) os, dozvoljeno je promatrati samo ¼ ploče. U ovom slučaju modelirat će se gornja desna četvrtina ploče. - definirajte rubne uvjete simetrije na donjem bridu (u XZ-ravnini):

- odaberite donji brid četvrtine

- Restrain Set: ¨Simetrija¨ - postavite sljedeće rubne uvjete:

OK

- definirajte rubne uvjete simetrije na vertikalnom desnom bridu (u XZ-ravnini):

- odaberite desni vertikalni brid četvrtine

- Restrain Set: ¨Simetrija¨ - postavite sljedeće rubne uvjete:

- definirajte jednoliko kontinuirano opterećenje u smjeru Y-osi (vertikalno) na gornjem bridu:

- odaberite gornji brid

-Load Set: ¨Kontinuirano opterećenje¨ Force Type: Intensity Toggle ON In Plane Force: -100

- Spremiti model: Menu FILE SAVE

- dodatne korisne informacije o dinamičkoj promjeni pogleda moguće je pronaći u tutorialu: Simulation… 1. Modeling Fundamentals

9. Boundary Condition Sets 10. Boundary Condition Surface Loads 11. Boundary Condition Simmetry 19. Using Data Edges and Data Surfaces

- kreirajte ¨Boundary Condition Set¨ (skup rubnih uvjeta pomaka i opterećenja) koji obuhvaća zadane rubne uvjete simetrije i nametnuto opterećenje:

- postavite sljedeće parametre: Restrain Set ON Odaberite ¨Simetrija¨ Load Sets: Odaberite ¨Kontinuirano opterećenje¨

OK Mijenjanje, odnosno brisanje rubnih uvjeta moguće je provesti pozivanjem naredbi Modify, odnosno Delete FE Entities

Definiranje materijalnih i fizikalnih svojstava - uđite u task ¨Meshing¨ - definirajte materijal koji ćete dodijeliti modelu:

- Name: celik - pritisnite tipku ¨Use Default Values¨ - provjerite jesu li jedinice namještene na mm (N)

- u polja u stupcu Values u popisu materijalnih svojstava unesite vrijednosti:

- MODULUS OF ELASTICITY: 210 000

- POISSONS RATIO: 0.3 - SHEAR MODULUS:80 769

OK

- definirajte fizikalno svojstvo koje ćete kasnije pridodati modelu:

- namjestite sljedeće parametre: 2D ON Element Family: Plane Stress

- Thiccknesses: 1 OK Fizikalna svojstva koja je moguće pridodati modelu, odnosno konačnim elementima od kojih je on sačinjen, ovise o vrsti konačnih elemenata koji se primjenjuju u izradi modela. Informacije o tome koja fizikalna svojstva zahtijeva pojedini tip konačnih elemenata moguće je pronaći u priručniku o biblioteci konačnih elemenata nekog programskog paketa. U ovom slučaju definirano je da će svi konačni elementi kojima se pridoda ovo fizikalno svojstvo imati

jediničnu debljinu u svim čvorovima, odnosno da je debljina ploče 1 mm. Ova materijalna i fizikalna svojstva dodaju se modelu prilikom definiranja mreže.


Definiranje mreže (Meshing)

Automatsko generiranje mreže (Free Meshing) ¨Free meshing¨ metoda generiranja mreže je potpuno automatizirana metoda u kojoj korisnik ima vrlo mali utjecaj na topologiju mreže, a samim tim i na mjenu kvalitetu. Programski paket I-DEAS omogućuje minimalnu kontrolu u kreiranju mreže putem opcija koje omogućuju zadavanje lokalne gustoće mreže oko neke točke ili u blizini određenog brida. Na taj način moguće je oko takvih mjesta generirati finiju mrežu nego što je to prethodno zadano putem definiranja prosječne veličine elemenata od kojih će mreža biti generirana. Ipak, ne postoji način da se utječe na kvalitetu oblika samih konačnih elemenata. Na slikama koje slijede dani su primjeri mreža generiranih pomoću free meshing metode.

- dodatne korisne informacije o generiranju mreže pomoću free meshing metode moguće je pronaći u tutorialu: Simulation… 2. Simulation Projects

3. Free Meshing

Poluautomatsko generiranje mreže (Mapped Meshing) Ova metoda generiranja mreža omogućuje znatno veći stupanj kontrole u generiranju mreža od prethodno opisane metode. Zadavanjem različitog broja elemenata na pojedinim bridovima te određivanjem stupnja njihovog povećanja duž brida moguće je dobiti fine mreže tamo gdje je to potrebno bez prevelikog narušavanja kvalitete mreže, odnosno oblika konačnih elemenata od kojih je ona načinjena.

- generirajte mrežu na gornjoj lijevoj ¼ mreže:

- kliknite bilo gdje na gornjoj lijevoj površini ploče;

- ostavite sljedeće postavke: Mapped ON Element Length: 5 Element Family: Plane Stress Element Type:

Physical Property: - pritisnite i odaberite PLANE STRESS1 Material: - Other ON - pritisnite i odaberite materijal CELIK - pritisnite tipku Mapped Options …

- pritisnite tipku Define Corners - SHIFT+ - odaberite 4 vrha površine koji se nalaze na osima simetrije čitave ploče

1

2

3 4

- pritisnite tipku Define Elements/Side - odaberite brid prema slici - za označene bridove unijeti broj konačnih elemenata u I-DEAS ¨Prompt Window¨ (donja lijeva strana ekrana):

- unesite 12;

- odabrati DONE iz ponuđenog menija

- odaberite brid prema slici - za označene bridove unijeti broj konačnih elemenata u I-DEAS ¨Prompt Window¨ (donja lijeva strana ekrana):

- unesite: 6; - odabrati DONE iz ponuđenog menija

6

6

126

6

Raspored elemenata duž stranica mora odgovarati ovome na slici

DONE; DISMISS;

- Mesh preview

- mreža mora odgovarati ovoj na slici

- Odaberite CANCEL MESH

- Ostanite u formi ¨Define Mesh¨

Verifikacija modela Prije pokretanja procesa rješavanja uvijek je potrebno verificirati model, odnosno provjeriti vrijednosti parametara koji definiraju dobar oblik konačnih elemenata koji su upotrebljeni pri izradi modela. Dobar oblik elemenata osigurava veću točnost rješenja, odnosno bržu konvergenciju. Oblik elemenata definira se pomoću sljedećih parametara:

- skew - warp - taper - aspect ratio

za dobru konvergenciju vrijednosti pomaka:

- provjerite kvalitetu kreirane mreže:

- namjestite sljedeće parametre:

DISMISS

- proračunavanje parametara (rezultati se ispisuju u List

ANCEL MESH

ostanite u formi Define Mesh

Mijenjanje rasporeda čvorova duž bridova jedne strane

u formi Define Mesh pritisnite tipku Mapped Options …

pritisnite tipku Define Elements/Side

I-DEAS u Prompt području traži da označite stranu na kojoj želite

- odaberite neki od bridova prema slici

području)

C -

- - promijeniti oblik mreže

ili

- odaberite opciju Change Distribution

- odaberite gornji brid esite novi broj elemenata za

pritisnite ENTER na tipkovnici

odaberite Done u ponuđenom meniju

pritisnite DISMISS (u formi Mapped Meshing Options);

- unesite: 4;

- u Prompt području unoznačeni brid:

- -

;

u Define Mesh formi )

I-DEAS je promijenio raspored čvorova duž

- pritisnite tipku CANCEL MESH u formi

a iste




odaberite brid prema slici l

(

strane koja je editirana, a u skladu s tim i topologiju mreže

Modify Mesh Preview

Postavljanje različitog broja čvorova na nasuprotnim bridovimstrane - - promijeniti oblik mreže

- - odaberite opciju Set unequaelements u ponuđenom meniju


promijeniti broj elemenata:

u Prompt području unesite novi broj elemenata

unesite: 4;

pritisnite DISMISS (u formi Mapped Meshing Options);

u Define Mesh formi )

ANCEL MESH

ostanite u formi Define Mesh

strana




- odaberite brid prema slici; - za označeni brid:

- -

(

C -

Mijenjanje broja čvorova duž - - promijeniti oblik mreže

- odaberite brid prema slici . Of

- u Prompt području unesite novi broj elemenata za u s

- unesite:

DONE iz ponuđenog menija;

- odaberite opciju Change noelements

označen tranu:

4;

- odaberite - pritisnite DISMISS (u formi Mapped Meshing Options);

( u Define Mesh formi )

- pritisnite KEEP MESH u formi Modify Mesh Preview


Određivanje stupnja povećanja elemenata duž bridova (biasing) Editiranje mreže nije moguće prije nego se ne obriše postojeća mreža.

- odaberite meširanu površinu (mjesto nije bitno);

Ukoliko želite kreirati mrežu otpočetka, potrebno je ,nakon što obrišete mrežu, obrisati i definiciju mreže (Mesh Definition)

- odaberite četvrtinu ploče koju modelirate

- u formi Define Mesh pritisnite tipku Mapped Options …

- u formi Mapped Meshing Options pritisnite tipku End u odjeljku Define biasing

- odaberite brid prema slici;

I-DEAS u ¨Prompt Window¨ (donja lijeva strana ekrana) traži da unesete početnu točku brida:

- odaberite vrh prema slici

- u Prompt području unesite vrijednost za stupanj povećanja (u ovom slučaju to je omjer duljine stranice zadnjeg elementa na bridu modela u odnosu na duljinu stranice prvog elementa na bridu modela):

- unesite: 6;

- u ponuđenom meniju odaberite Yes - u formi Mapped Meshing Options pritisnite tipku End u odjeljku Define biasing



- u Prompt području unesite vrijednost za stupanj povećanja (u ovom slučaju to je omjer duljine stranice zadnjeg elementa na bridu modela u odnosu na duljinu stranice prvog elementa na bridu modela):

- unesite: 6; - provjerite kvalitetu kreirane mreže: - namjestite sljedeće parametre:

Aspect Ratio: >3 Distorsion:

- dodatne korisne informacije o izboru tipa konačnih elemenata i određivanju njihovog broja pri modeliranju moguće je pronaći u tutorialu: Simulation… 2. Simulation Projects 2. What is Finite Element Modeling?

6. Which Element Type Should I Use? 7. How Many Elements Should I use?

- dodatne korisne informacije o poluautomatskom generiranju mreže moguće je pronaći u tutorialu: Simulation… 2. Simulation Projects

4. Mapped Meshing on Surfaces 5. Mapped Meshing on Volumes

- dodatne korisne informacije o izradi osnosimetričnih modela moguće je pronaći u tutorialu: Simulation… 2. Simulation Projects

25. Axisymmetric Modeling - dodatne korisne informacije o provjeri kvalitete mreže moguće je pronaći u tutorialu: Simulation… 2. Simulation Projects

16. Checking Element Quality - dodatne korisne informacije o manualnom generiranju mreže moguće je pronaći u tutorialu: Simulation… 2. Simulation Projects 2. What is Finite Element Modeling?

6. Manually Creating Nodes And Elements - informacije o konačnim elementima dostupnima u I-DEAS-u moguće je pronaći u On-line priručniku

Simulation Model Solution/Optimization – Element Library - kliknuti na meni HELP Help Library Bookshelf - odabrati Element Library

Rješavanje modela - uđite u task ¨Model Solution¨ - kreirajte skup rješenja:

- pritisnite tipku Create…

- postavite sljedeće parametre: Boundary Condition Set: postavite Boundary Condition Set 1 (ako je potrebno, pritisnite ) - pritisnite tipku Output Selection…

u popisu odaberite Reaction

i Stress iz

pritisnite OK

- Forces i Strain Energies i potavite na No output (polje Store/List)

- za Displacementspopisa analogno postavite Store And List -

- formi Solution Set pritisnite OK

formi Manage Solution Sets pritisnite DISMISS

odredite ime i lokaciju datoteke u koju će se ispisivati rješenja za koja su

- -zahtjevi postavljeni u formi Output Selection…

- postavite sljedeće parametre: U polje Output File unesite ime datoteke u kojoj će biti pohranjena tražena rješenja !!! Ime datoteke, uključujući i čitavi njen ¨path¨ ne smiju sadržavati praznine !!! Da biste odredili direktorij u kojem će biti kreirana datoteka, pritisnite tipku pokraj polja

- pritisnite tipku SOLVE Za vrijeme rješavanja modela, prozor s aplikacijom nestaje. Nakon završetka procesa I-DEAS prozor se ponovno pojavljuje u istoj aplikaciji i taks-u. U List području ispisuje se informacija o eventualnim upozorenjima i greškama vezanima uz zadnji izvršeni proces.

Ispitivanje konvergencije rješenja Da bi se ispitala konvergencija rješenja (pomaci i naprezanja) potrebno je kreirati finiju mrežu, odnosno povećati broj konačnih elemenata (broj stupnjeva slobode) od kojih je načinjena. Pri tome je poželjno da elementi promijene samo svoju veličinu, a ne i oblik. To je moguće postići ako nova (finija) mreža nastaje diobom već postojećih konačnih elemenata na jednake dijelove. Na taj način se izbjegava utjecaj kvalitete mreže na točnost rješenja. Da bi se u I-DEAS-u kreirala nova mreža ili promijenili rubni uvjeti ili bilo koji drugi entitet koji pripada modelu konačnih elemenata potrebno je nakon analiziranja

postojećih rezultata obrisati skup rješenja (result set) budući da se nalaze niže u hijerarhiji rezultata od skupa rješenja. Hijerarhija rezultata dana je na donjoj slici. Entitete FE modela (model konačnim elementima) koji se nalaze na nižem stupnju u hijerarhiji rezultata ovisni su o višima te ih nije moguće mijenjati dok isti postoje.

Brisanje rezultata iz prethodne analize vrši se na sljedeći način: - uđite u task Model Solution

- odaberite ikonu Solution Set…

- u popisu odaberite skup rješenja (Solution Set) čije rezultate želite obrisati - formi Manage Solution Sets odaberite naredbu Delete Results, Batch Lock,… (naredba će biti dostupna ako u skupu rješenja postoje rezultati) - u dialog box-u odaberite OK

- odaberite Dismiss Nakon što se obrišu rezultati moguće je editiranje entiteta FE modela.

- dodatne korisne informacije o dijagnosticiranju uobičajenih problema koji se javljaju prilikom analize konačnim elementima u I-DEAS-u moguće je pronaći u tutorijalu : Simulation… 2. Simulation Projects

21. Simulation Troubleshooting

primjer 3 – ploèa s kružnim otvorom – kreiranje modelaprimjer 3 – ploča s kružnim otvorom...

Documents