MKE_vjezbe_-_Catia_

FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE

Sveučilište u Zagrebu METODA KONAČNIH KONAČNIH ELEMEN ELEMENA ATA .

Zavod za tehničku mehaniku http://www.fsb.hr/lnm

Ovi materijali služe kao podloge za vježbe za kolegij Metoda konačnih elemenata - prof. dr. sc. Jurica Sorić, te se u druge svrhe ne smiju upotrebljav upotrebljavati ati kao niti kopirati odnosno umnožavati umnožavati..

Opis zadatka

Za membranu s kružnim otvorom u sredini sr edini opterećenu prema slici odrediti raspodjelu naprezanja po presjeku A-A. A-A.

Opis zadatka

Analitičko rješenje - dobiveno analizom rastezanja beskonačne tanke ploče s kružnim otvorom u sredini:

Opis zadatka

8. Vježba

Sadržaj vježbe 1.Otvaranje postojećeg CATIA part-a 2. Definiranje karakteristika materijala 3. Kreiranje novog CATIA analysis analysis dokumenta dokumenta 4. Definiranje mreže konačnih elemenata 5. Definiranje rubnih uvjeta 6. Definiranje opterećenja 7. Definiranje karakteristika ljuskastih elemenata 8. Statička analiza

9. Prikaz rezultata statičke analize 10. Promjena mreže konačnih elemenata 11. Analiza kvalitete mreže konačnih elemenata 12. Dodatak Dodatak – mode modeliranj liranje e geometrije geometrije

Ljuskasti elementi u programu CATIA

Linear Triangle Shell Linear Triangle Shell is a three-nodes plate finite element with flexing and Transverse shear based on the Reissner/Mindlin theory (thick plates).

This element has only one gauss point: the gravity center of the triangle (P1).

Ref.: CATIA V5R14 - Finite Element Reference Guide


Parabolic Triangle Shell Parabolic Triangle Shell is a six-nodes shell element based on the Degenerate Solid theory.

This element has three gauss points with intrinsic coordinates: P1 (1/6 ; 1/6) P2 (2/3 ; 1/6) P3 (1/6 ; 2/3)



Linear Quadrangle Shell Linear Quadrangle Shell is a four-nodes shell element based on the Reissner/Mindlin theory.

This element has four gauss points: P2 ( P1 (- /2 ; /2 ) ) /2 ; /2 ) P3 (

/2 ;

/2)

P4 (-

/2 ;

)/2


1. Korak: Otvaranje postojećeg CATIA part-a

Geometrija modela (CATPart) je otvorena i prikazana na ekranu.

2. Korak: Definiranje karakteristika materijala

3 Prije ulaska u strukturnu analizu treba dodijeliti karakteristike materijala. Koraci: 1. Označi ikonu Apply Material .

4 2. Selektiraj 1. dio zatim 2. dio. 3. Aktiviraj ikonu Metal u Library window-u . 4. Selektiraj Steel . 5. Pritisni tipku Apply Material …OK.

2

5

1


Provjera i izmjena

mehaničkih karakteristika materijala. Koraci: 1. Pritiskom na desni gumb miša selektiraj Steel . 2. Selektiraj Properties . 3. Selektiraj Analysis . 4. Provjeri i izmjeni

3

1

4

mehaničke karakteristike materijala, selektiraj OK.

2


Primjeni Customized render mode to view material display . Koraci: 1. Selektiraj View , Render Style i Customize View s

2

padajućeg menija. 2. Aktiviraj Material u Custom View Modes prozoru. 3. Klikni OK.

1

3

3. Korak: Kreiranje novog CATIA analysis dokumenta

1 Kreiranje CATAnalysis dokumenta koji sadržava informacije

za statičku analizu. Koraci: 1. U Start meniju selektiraj Analysis & Simulation , zatim Advanced meshing Tools workbench . 2. Označi Static Analysis . 3. Klikni OK. Novi CATAnalysis dokument je aktiviran u GSA workbench-u .

2

3

4. Korak: Definiranje mreže konačnih elemenata

Definiranje mreže

konačnih elemenata u Advanced Meshing Tools workbench-u .

1 Koraci: 1. Selektiraj Advanced Surface Mesher ikonu, selektiraj geometriju.

2. U izborniku Mesh odaberi linearni tip Elementa Linear te za Mesh Size 10 mm. 3. U izborniku Geometry podesi prema slici, ... selektiraj OK.

2 3


1 Koraci: 1. Selektiraj Imposed Elements ikonu.

3 2. Selektiraj rub. U izborniku Edit Elements Distribution Odaberi Uniform , a za Number of elements upiši 2 ..., OK. 3. Ponovi postupak za

slijedeći rub.

2


Koraci: 1. Ponovi postupak za

treći rub. Ulazni podaci prikazani su na slici. 2. Ponovi postupak za

četvrti rub. Ulazni podaci prikazani su na slici.

2

1


Pozicije čvorova elemenata prikazane su na slici.


1 Koraci: 1. Selektiraj Domain Specifications ikonu.

3

2. Selektiraj geometriju. 3. U izborniku Mesh specifications odaberi Mapped Method .

2


1 Koraci: 1. Selektiraj Mesh The Part ikonu.

2. Selektiraj geometriju, ... OK.

2


1

Koraci: 1. Selektiraj Exit ikonu.


Definiranje mreže

konačnih elemenata u Advanced Meshing Tools workbench-u za drugi dio geometrije.

1

Koraci: 1. Selektiraj Advanced Surface Mesher ikonu, selektiraj geometriju.

2. U izborniku Mesh odaberi linearni tip Elementa Linear te za Mesh Size 10 mm. 3. U izborniku Geometry podesi prema slici, ... selektiraj OK.

2 3


1 Koraci: 1. Selektiraj Imposed Elements ikonu.

2. Selektiraj rub. U izborniku Edit Elements Distribution Odaberi Uniform , a za Number of elements upiši 2, ... OK. 3. Ponovi postupak za

slijedeći rub.

2

3


1

Koraci: 1. Ponovi postupak za

treći rub. Ulazni podaci prikazani su na slici.


1 Četvrti rub treba “spojiti” s postojećom mrežom. Ulazni podaci prikazani su na slici. Koraci: 1. Selektiraj Capture u izborniku Imposed Elements . Selektiraj rub, ...OK.


Pozicije čvorova elemenata prikazane su na slici.


1 Koraci: 1. Selektiraj Domain Specifications ikonu.

2. Selektiraj geometriju. 3. U izborniku Mesh specifications odaberi Mapped Method .

2 3


1 Koraci: 1. Selektiraj Mesh The Part ikonu.

2. Selektiraj geometriju,.... OK.

2


Prelazak u modul Generative Structural Analysis .

5. Korak: Definiranje rubnih uvjeta

Definiranje rubnih uvjeta simetrije na osi X . Koraci: 1. Selektiraj Advanced Restraint ikonu iz GSA workbench-a . 2. Pozicioniraj se na polje Supports . Selektiraj rub na kojem je v =w =0, ... OK.

1 2

5. Korak: Definiranje rubnih uvjeta

Definiranje rubnih uvjeta simetrije na osi Y . Koraci: 1. Selektiraj Advanced Restraint ikonu iz GSA workbench-a . 2. Pozicioniraj se na polje Supports . Selektiraj rub na kojem je u =w =0, ... OK.

1 2

6. Korak: Definiranje opterećenja

Definiranje linijskog kontinuiranog

1

opterećenja na rubu ploče. Koraci: 1. Selektiraj Line Force Density ikonu iz GSA workbench-a . 2. Pozicioniraj se na polje Supports . 3. Selektiraj geometriju (rub) na kojem se

2

3

definira opterećenje. 4. Upiši vrijednost od 100000 N/m za Y komponentu. 5. Klikni OK.

4

5

7. Korak: Definiranje karakteristika ljuskastih elemenata

Definiranje karakteristika ljuskastih elemenata. Koraci: 1. Selektiraj Shell Property.1 ikonu iz GSA workbench-a . 2. Pozicioniraj se na polje Supports . Selektiraj geometriju membrane. 3. Upiši vrijednost od 1mm za debljinu (Thickness ) ljuskastih elemenata, ... OK.

1

8. Korak: Statička analiza

Specificiranje izlaznih

datoteka iz proračuna.

4

Koraci: 1. Selektiraj Storage Location ikonu.

2. U Current Storage Location modificiraj Results Data lokaciju i promjeni ime kao što je prikazano. 3. U Current Storage Location modificiraj Computation Data lokaciju i promjeni ime kao što je prikazano, selektiraj OK. 4. Links Manager u specifikacijskom stablu sada sadrži izlazne datoteke.

1

2 3


Specificiranje izlaznih

datoteka iz proračuna. Koraci: 1. Selektiraj Tools > Options 2. Moguće definirati

gdje će datoteke CATAnalysis i CATComputations biti spremane

2


Koraci: 1. Selektiraj ikonu Compute . 2. Odaberi All , selektiraj OK. 3. Ovaj simbol

1

označava da je potrebno pokrenuti

proračun.

3

2

9. Korak: Prikaz rezultata statičke analize Prikaz pomaka. Koraci: 1. Desnu tipku miša stisnuti na Static Case Solution.1 i odabrati Generate Image . 2. U izborniku Image Generation odabrati Translational displacement magnitude , selektiraj OK.

1 2

9. Korak: Prikaz rezultata statičke analize Prikaz ekvivalentnih naprezanja prema Von Mises -u . Koraci: 1. Selektiraj Stress Von Mises ikonu.

1

9. Korak: Prikaz rezultata statičke analize - dijagram Prikaz ekvivalentnih naprezanja prema Von Mises -u po presjeku. Koraci: 1. Desna tipka na Sensors.1 > Create Local Sensor 2. Odabrati Von Mises Stress 3. Dva puta kliknuti na Von Mises Stress 4. Odabrati rub koji je paralelan s

2

3 1

opterećenim rubom, kliknuti OK i kliknuti na Update sensor

4

9. Korak: Prikaz rezultata statičke analize - dijagram Prikaz ekvivalentnih naprezanja prema Von Mises -u po presjeku. Koraci: 1. Desna tipka na Von Mises Stress > Export data 2. Odabrati Izlazni direktorij, Ime file-a i tip (*.xls ili *.txt )

2

1

Dobiju se parovi

točaka koje je lako dijagramski prikazati

Analogno se mogu dobiti komponente tenzora naprezanja. Voditi računa o koord. sustavu!!!

10. Korak: Promjena mreže konačnih elemenata Na slici je prikazana

gušća mreža s prikazom naprezanja.

11. Korak: Analiza kvalitete mreže konačnih elemenata

Parametri za provjeru kvalitete mreže konačnih elemenata Advanced Meshing Tools

Taper – provjera omjera površina trokuta

dobivenih spajanjem dva dijagonalna čvora.

Skewness – provjera odstupanja kutova unutar trokutnog elementa od kuta 60°(istostraničnost trokuta).


Parametri za provjeru kvalitete mreže konačnih elemenata

Distortion – provjera odstupanja

kutova unutar četverokutnog elementa od pravog kuta (90°).

Jacobian – provjera omjera min. i max. vrijednosti Jakobijana.

Warp Factor – provjera planarnosti elementa.



Warp Angle – provjera planarnosti elementa.

Skewn Angle – provjera

odstupanja pravog kuta između spojnica polovišta stranica

četverokutnog elementa.

Stretch – provjera omjera radijusa upisane kružnice i max. duljine stranice trokutnog elementa.



Min. & Max. Length – provjera minimalne i maksimalne duljine stranice elementa.

Length Ratio – provjera omjera duljina stranica elementa.

Shape Factor – provjera oblika elementa.

12. Korak: Dodatak – modeliranje geometrije

1

1. Kreirati novi Part odabirom File>New . 2. Selektirati opciju “Create a geometrical set ”, čime se pokreće modul “Surface and Wireframe Design ” ...kliknuti OK

2


1. Kreirati novi Sketch . 2. Odabrati ravninu kreiranja Sketch-a .

1

2


Nacrtati skicu membrane (jedne osmine) prema slici. Pritom definirati sve dimenzije (skica promijeni boju).


1

2 1. Kliknuti na Exit Workbench (izlaz iz Sketch -a). 2. Lijevim klikom na Sketch.1 prenijeti skicu membrane u PartBody


1

1. Desnim klikom na Sketch.1 odabrati opciju Hide/Show čime

se isključi prikaz prve skice (za lakše kreiranje skice druge osmine membrane)


Kreirati skicu membrane (druge osmine), te kotirati prema slici. Klikom na Exit Workbench izaći iz skice


2

1

1. Lijevim klikom na Sketch.2 prenijeti skicu druge osmine membrane u PartBody 2. Desnim klikom na Sketch.1 uključiti prikaz skice 3. Odabrati feature Fill te selektirati Sketch.1 ... kliknuti OK 4. Odabrati feature Fill te selektirati Sketch.2 ... kliknuti OK .

4

3

MKE_vjezbe_-_Catia_

Recommend Documents