ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΤΙΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ

Transcript

1 ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΤΙΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ 7o Mάθημα: 3Δ Έμβολο Λεωνίδας Αλεξόπουλος

2 Άδεια Χρήσης Το παρόν υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons και δημιουργήθηκε στο πλαίσιο του Έργου των Ανοικτών Ακαδημαϊκών Μαθημάτων από την Μονάδα Υλοποίησης του ΕΜΠ. Για υλικό που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς. 2

3 7 ο Μάθημα: 3Δ Έμβολο Περιγραφή προβλήματος Ιδιότητες υλικού E = 200GPa v =

4 Βασικοί Ορισμοί (από το Help του ANSYS) Primitives Fully-defined higher-order entities (lines, areas, and volumes) that can be constructed without first defining any keypoints (the program automatically creates all the necessary lowerorder entities, including keypoints) Boolean πράξεις σε primitives Apply logical operators (intersect, union, subtract, etc) to your solid model Boolean operations cannot be performed on meshed entities Top-down δημιουργία μοντέλου Model generation that uses primitives 4

5 Βασικοί Ορισμοί (από το Help του ANSYS) 2D primitives 3D primitives Help/Chapter 2 /2.5. PREP7 Commands/Table 2.28 Primitives

6 Βασικοί Ορισμοί (από το Help του ANSYS) Boolean πράξεις σε primitives Help/Chapter 2 /2.5. PREP7 Commands/Table 2.34 Booleans

7 Βασικοί Ορισμοί (από το Help του ANSYS) Boolean πράξεις σε primitives (συνέχεια) Help/Chapter 2 /2.5. PREP7 Commands/Table 2.34 Booleans

8 Βασικοί Ορισμοί (από το Help του ANSYS) Τύποι δημιουργίας μοντέλων 8

9 Σκέψεις για τη μοντελοποίηση Κατασκευή διπλής συμμετρίας Μοντελοποίηση μόνο (¼) της κατασκευής Κατασκευή με τυπικά γεωμετρικά χαρακτηριστικά Επίπεδα συμμετρίας Top-down δημιουργία μοντέλου + Boolean πράξεις σε primitives 9

10 Δημιουργία μοντέλου 2: Κοίλος κύλινδρος R εξ =50mm, 1: Κύλινδρος R=40mm, H=10mm R εσ =40mm H=100mm O 4. Κοίλος κύλινδρος R εξ =15mm, R εσ =10mm, H=30mm 3. Τρεις κοίλοι κύλινδροι R εξ =50mm, R εσ =45mm, H=5mm

11 Δημιουργία κυλίνδρου Global cartesian coordinate system Oxyz: καθολικό καρτεσιανό σύστημα αναφοράς xyz με κέντρο Ο Working plane 2Δ επίπεδο απείρου μήκους και πλάτους Φέρει σωματόδετο καρτεσιανό σύστημα αναφοράς Wxyz, με κέντρο WO και συντεταγμένη (WX,WY,WZ) ως προς το κέντρο O Δυνατότητα μετακίνησης και στροφής του συστήματος Wxyz ως προς το σύστημα Oxyz Δημιουργία γεωμετρικών οντοτήτων ως προς Wxyz Μετακινώντας το working plane σε οποιαδήποτε θέση στο χώρο και με οποιοδήποτε προσανατολισμό, δημιουργώ γεωμετρικές οντότητες όπου θέλω και με όποιο προσανατολισμό επιθυμώ 11

12 Έλασμα-κλειδί για 8ρι παξιμάδι 12

13 Partial Cylinder Βασικές εντολές για 3D-piston Cylinder By dimension Operate Subtract click (-) 2 13

14 Δημιουργία κυλίνδρου Βήμα 1: Ορισμός working plane (θέση + προσανατολισμός) Βήμα 2: Δήλωση στοιχείων κυλίνδρου Ανάλογα με το είδος του κυλίνδρου: Εξωτερική ακτίνα Εσωτερική ακτίνα Ύψος Πολική γωνία αρχής Πολική γωνία πέρατος Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Primitives>Solid Cylindr Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Cylinder>Hollow Cylinder Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Cylinder>Partial Cylinder Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Cylinder>Solid Cylinder 14

15 1 Working plane - Εμφάνιση 2 Utility Menu > WorkPlane > Display Working Plane Εμφάνιση συστήματος αναφοράς WX,WY,WZ (αρχικά ταυτίζεται με το καθολικό σύστημα αναφοράς XYZ) 15

16 Working plane - Μετακίνηση Βηματική μετακίνηση 1 2 Ευθυγράμμιση με καθολικό σύστημα αναφοράς Utility Menu > WorkPlane > Offset WP by Increments Utility Menu > WorkPlane > Align WP with > Global Cartesian 16

17 Working plane - Status Πληροφορία σχετικά με τη θέση και τον προσανατολισμό του WP Utility Menu > WorkPlane > Show WP Status 17

18 Στάδιο προεπεξεργασίας Δήλωση είδους πεπερασμένου στοιχείου Main Menu > Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete > Add > Solid > Tet 10 node 92 Δήλωση ιδιοτήτων υλικού Preprocessor > Material Props > Material Models: Material Model 1, Structural > Linear > Elastic > Isotropic EX= PRXY=

19 Στάδιο προεπεξεργασίας Preprocessor > Modeling > Create > Volume > Cylinder > Partial Cylinder WPx =0 / WPy =0 WPx = 0 / WPy =0 Rad-1 = 40 / Theta-l = 90 Rad -1 = 40 / Theta-l = 90 Rad-2 = 0 / Theta-2 = 180 Rad-2 = 50 / Theta-2 = 180 Depth = 10 Depth = 100 Preprocessor > Modeling > Operate > Booleans > Add > Volumes (Pick All) 19

20 Στάδιο προεπεξεργασίας Preprocessor > Modeling > Create > Volume > Cylinder > By Dimension Rad-1 = 45 / Rad-2 = 55 Z1=15 / Z2 =20 Theta-1 = 90 / Theta-2 =

21 Στάδιο προεπεξεργασίας Modeling > Copy > Volumes Number of copies=3 x-offset in active CS=0 y-offset in active CS=0 z-offset in active CS=10 21

22 Στάδιο προεπεξεργασίας Preprocessor > Modeling > Operate > Booleans > Subtract > Volumes 22

23 Στάδιο προεπεξεργασίας Utility Menu > WorkPlane > WP Settings > Grid and Triad / Spacing:2 Minimum:-10 Maximum:10 Εμφάνιση WP ως επίπεδο πλέγμα 23

24 Στάδιο προεπεξεργασίας Utility Menu > Work Plane > Offset WP by Increments Offset ΧΥΖ (0,20,60) / Offset Angles (0,-90,0) 24

25 Στάδιο προεπεξεργασίας Preprocessor > Modeling > Create > Volume > Cylinder > Partial Cylinder WPx =0 WPy =0 Rad-1=15 / Theta-1=90 Rad-2=10 / Theta-2=270 Depth = 40 25

26 Στάδιο προεπεξεργασίας Preprocessor > Modeling > Operate > Booleans > Partition > Volumes (Pick All) Utility Menu > Plot > Replot 26

27 Στάδιο προεπεξεργασίας Preprocessor > Modeling > Delete > Volume and Below, (Delete Volume &Below) Utility Menu > Plot > Replot Preprocessor > Modeling > Operate > Booleans > Add > Volumes (Pick All) Utility Menu > Plot > Replot 27

28 Στάδιο προεπεξεργασίας Preprocessor > Meshing > MeshTool Global Set (Element edge length = 4 mm) / Mesh (Mesh Volumes) - (Pick All) 28

29 Στάδιο προεπεξεργασίας Preprocessor >Loads> Define Loads > Apply > Structural > Displacement > Symmetry B.C > On Areas 29

30 Στάδιο προεπεξεργασίας Preprocessor >Loads> Define Loads > Apply > Structural > Displacement > Symmetry B.C > On Areas 30

31 Στάδιο προεπεξεργασίας Preprocessor >Loads> Define Loads > Apply > Structural > Displacement > Symmetry B.C > On Areas 31

32 Στάδιο προεπεξεργασίας Preprocessor >Loads > Define Loads > Apply > Structural > Displacement > On Areas (UZ)

33 Στάδιο προεπεξεργασίας Preprocessor >Loads > Define Loads > Apply > Structural > Pressure > On Areas (Z) Pressure Load (P=15 MPa)

34 Στάδιο προεπεξεργασίας Utility Menu > PlotCtrls > Symbols Surface Load Symbols: Pressures Plot symbol in color: On Show pres and convect as: Arrows 34

35 Στάδιο επίλυσης Main Menu > Solution > Solve > Current LS 35

36 Στάδιο μετα-επεξεργασίας Main Menu > General Postproc > Plot Results > Contour Plot > Nodal Solu > Nodal Solution > DOF Solution > 36 z-component of displacement

37 Στάδιο μετα-επεξεργασίας Main Menu > General Postproc > Element Table > Define Table/ SEQV,SZ,S1,SINT 37

38 Στάδιο μετα-επεξεργασίας SEQV / No averaging 38

39 Στάδιο μετα-επεξεργασίας SEQV / Averaging 39

40 Στάδιο μετα-επεξεργασίας SZ / No averaging 40

41 Στάδιο μετα-επεξεργασίας SZ / Averaging 41

42 Στάδιο μετα-επεξεργασίας S1 / No Averaging 42

43 Στάδιο μετα-επεξεργασίας S1 / Averaging 43

44 Στάδιο μετα-επεξεργασίας SINT / Averaging 44

45 Δημιουργία μοντέλου (B τρόπος) Βήμα 1: Δημιουργία κυλίνδρου #1 Βήμα 2: Δημιουργία κυλίνδρου #2 Βήμα 3: Subtract από τον #1 τον #2 (έστω κύλινδρος S12) Βήμα 4: Δημιουργία κυλίνδρου #3 Βήμα 5: Copy κυλίνδρου #3 άλλες δύο φορές (έστω #3x3 οι τρεις κύλινδροι #3) Βήμα 6: Subtract από τον κύλινδρο S12 τους κυλίνδρους #3x3 (έστω κύλινδρος S123) Βήμα 7: Δημιουργία κυλίνδρου #4 Βήμα 8: Intersect τον κύλινδρο S123 # με τον κύλινδρο #4 Βήμα 9: Delete περιττούς όγκους Βήμα 10: ADD υπόλοιπους όγκους

46 Πληροφορίες Help: Nodal Data 46

47 Πληροφορίες Help: Stress 47

48 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα» του ΕΜΠ έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.