Главная / Автоматизация проектирования / Пример 1 моделирование объемной детали

Пример 1 моделирование объемной детали

Цель данного примера – научиться создавать объемные модели конструкций.

Выполнение примера

Запустите систему MSC/NASTRAN For Windows. На экране появится диалоговое окно Open Model File (открыть файл); выберите команду New Model (новая модель).

Для успешного формирования модели следуйте приведенному ниже описанию. Вводимые величины, команды и выбираемые позиции меню выделены в тексте жирным шрифтом. Для пользователей, не владеющих английским языком, после команд в скобках дан их русский смысловой перевод

Задание свойств материала

Выберите последовательность команд Model (модель) Material (материал), после чего активизируется диалоговое окно “Define Isotropic Material” (задание изотропного материала), в котором можно задать необходимый набор физико-механических свойств требуемого материала. Обратите внимание, что по умолчанию предлагается определение свойств для изотропного материала.

Введите:

Title Mat_1

Youngs Modulus 30e6

PoissonS Ratio 0.3

Mass Density 0.282

Заметьте, что в данном примере все параметры заданы в английских единицах измерения. Плотность является массовой плотностью (поделена на ускорение свободного падения) и задана в единицах “фунт×сек/дюйм4”. Обратите внимание также и на то, что этому набору свойств материала присвоен идентификатор (ID) 1. Нажмите OK Для подтверждения выбора материала, а затем Cancel, для выхода из меню.

Описание свойств конечных элементов

Следующий шаг — описание свойств конечных элементов, которые будут использованы в модели. Выполнив команды Model (модель) Property (свойства), войдите в диалоговое окно “ Define Property ”, введите:

Title Solid

затем нажмите Elem/Property Type и выберите:

Volume Elements Solid / OK

Введите 1 в поле данных Material. Это указывает на то, что элементам приписываются физико-механические свойства материала с идентификатором 1. По другому это можно сделать, просмотрев имеющиеся типы материалов при помощи нажатия на стрелку с правой стороны поля Material, и выбрав из появившегося списка нужный.

Нажмите ОК для подтверждения выбора свойств элементов, а затем Cancel для выхода из меню.

Геометрическая модель

Формирование куба

Выполните последовательность команд Geometry/Solid/Primitives Для этого откройте падающее меню Geometry (геометрия) и выберите в нем команду Solid. В результате откроется новое меню, в котором необходимо выбрать позицию Primitives после этого на экране появится окно, в которое нужно ввести:

Title Block

Material New Solid

Direction Positive

Начало системы координат (Origin):

X 0.0

Y 0.0

Primitive Block-Center

X 1

Y 1

Z 1

Нажмите OK.

В результате сформируется куб со стороной 1 дюйм.

Может случиться так, что изображение сформированного куба окажется расположенным в углу графического окна. В этом случае изменить масштаб изображения, и поместить его в центр окна можно, выполнив последовательность команд View (вид) Autoscale (автомасштабирование) или нажав комбинацию клавиш Ctrl‑A.

Для того чтобы увидеть куб как твердое тело, нажмите на иконку View Style, расположенную на панели инструментов и выберите Solid.

Посмотреть модель в изометрии можно, выполнив последовательность команд View/Rotate/Isometric/OK.

Создание отверстия

Отверстие создается путем создания цилиндра и последующего вычитания его из куба. Выполните последовательность команд Geometry/Solid/Primitives, в появившимся окне введите:

Material New Solid

Title Hole

Начало системы координат (Origin):

X 0

Y 0

Primitive Cylinder

Radius 0.125

Height 1 / OK

Для выполнения операции вычитания выполните последовательность команд Geometry/Solid/Remove Выберите основное твердое тело:

Entity ID 1..Block

Нажмите OK

Выберите вычитаемое твердое тело:

ID 2

Нажмите OK

Для создания цилиндра, распложенного на одной из граней куба, необходимо повернуть рабочую плоскость таким образом, чтобы он располагался на этой грани. Выполните последовательность команд Tools / Workplane под Move Plane выберите Rotate. Затем задайте ось вращения: нажмите на Methods и выберете Points. Выберите точки как показано на рисунке:

Base Point ID: 7

Tip Point ID: 8

Нажмите OK

Задайте угол поворота:

Rotation Angle: 90

Нажмите OK

Обновите изображение на экране, выполнив последовательность команд View / Regenerate .

Создание цилиндра.

Выполните последовательность команд Geometry/Solid/Primitives…, в появившимся окне введите:

Material New Solid

Title Protrusion

Direction Negative

Начало системы координат (Origin):

X 1

Y 0

Primitive Cylinder

Radius 0.125

Height 1

Выберите OK.

Так как больше не требуется создания геометрии, отключите изображение рабочей плоскости. Выполните последовательность команд View/Options. Выберите:

Category Tools And View Style

Выберите Workplane and Rules и снимите флажок Draw Entity. Нажмите OK.

Скругление углов

В реальной жизни ребра куба не имеют острых углов, для того чтобы скруглить их выполните последовательность команд Geometry/Solid/FilletВыберите линии ребер, на которых будет производиться скругление:

ID 1 To 12 By 1

Выберите OK.

Radius 0.125 OK

Ваша модель должна выглядеть, как показано на рисунке:

Построение тонкостенной конструкции

Построение тонкостенной конструкции из твердого тела с удалением одной из граней куба. Выполните последовательность команд Geometry/Solid/Shell.Выберите твердое тело:

Entity ID Block

Выберите OK.

Выберите номер удаляемой грани:

ID 1 To 1 By 1

Нажмите OK.

Толщина оболочки:

Thickness 0.125

Выберите OK.

Запись геометрической модели

С целью предотвращения случаев потери информации при построении сложных моделей, рекомендуется периодически записывать модель в файл. Хотя, в данном случае, модель не является сложной, а количество выполненных операций не слишком велико, рассмотрим на приведенном ниже примере, как это делается.

Для того чтобы записать модель, надо выполнить команды File (файл) Save (сохранить). При этом на экране появится диалоговое окно озаглавленное “File Save As” (сохранить как) с запросом имени файла. Это окно появляется потому, что запись в файл в нашем случае еще ни разу не производилась, и у него нет имени. Введите имя, например Prim1.mod (расширение можно не задавать, оно будет присвоено автоматически), в поле File Name (имя файла) и выберите команду Save (сохранить) для подтверждения записи модели в файл с именем “Prim1.mod”. Обратите внимание, что расширение имени файла “mod” является в MSC/NASTRAN For Windows стандартным расширением для файлов, содержащих в себе модели. После записи файла его имя появляется в самой верхней строке экрана. В следующий раз, при выполнении операции сохранения, модель будет автоматически записываться в файл с этим именем.

Генерация конечноэлементной сетки

Теперь можно перейти к генерации конечноэлементной сетки. При помощи команд Mesh (сетка) Mesh Control (управление сеткой) Size Along Curve (размер вдоль кривой) активизируйте следующее диалоговое окно:

Выберите кривые пересечения куба с цилиндром с помощью мыши или введите следующее:

ID 23 More

ID 21 More

ID 24 More

ID 22 More

Нажмите OK

Введите количество элементов:

Number of Elements 12

Нажмите OK

Нажмите Cancel

Разбейте на конечные элементы твердое тело с размером конечного элемента по умолчанию 0,1. При помощи команд Mesh (сетка) Mesh Control (управление сеткой) Default Size (размер по умолчанию) активизируйте следующее диалоговое окно:

Введите 0.1 в поле Size (размер). Этим числом определяется размер конечного элемента, принимаемый генератором сетки по умолчанию. Нажмите OK. Теперь размер практически каждого автоматически генерируемого системой конечного элемента будет равен 0.1 дюйма.

Объедините полученную геометрию — выполните последовательность команд Geometry/Solid/AddSelect All / OK

Далее создайте конечноэлементную сетку на геометрической модели, выполнив последовательность команд Mesh/Geometry/SolidsИ, нажав OK, что приведет к появлению окна с соответствующим названием:

В этом окне введите (или выберите из списка) 1 в поле данных Property (идентификатор свойств элементов), затем нажмите OK. Начнется процесс автоматической генерации сетки, который может занять 5 — 45 секунд в зависимости от быстродействия компьютера. По окончании процесса будет сгенерирована конечноэлементная сетка.

Для отображения только конечноэлементной модели нажмите кнопки Ctrl Q, отключите изображение всех примитивов All Entities Off и включите изображение элементов Element, нажмите кнопку Done.

Оставить комментарий