Masinaehituse Instituut Raalintegreeritud tootmise ja projekteerimise õppetool Prof. Dr.-Eng. Martin Eerme

MER0070 – Toodete ja protsesside modelleerimine

Programmi käivitamine.

Start→Programs→ANSYS 10.0→ANSYS 1. Anda ülesandele nimi: „ylesanne1“

File→Change Jobname ... →sisestada nimi (vaikimisi väärtus on „file“)→OK

Ansys programmi graafiline kasutajaliides.

Graafiline kasutajaliides koosneb 6 aknast: A Utility Menu – Sisaldab erinevaid töövahendeid, mis on kättesaadavad kogu töö vältel. Näiteks

operatsioonid failidega, selekteerimine, graafika seadistamine jne. B Main Menu – ANSYS põhifunktsioonid, mis on jaotatud erinevate toimingute alusel

(preprotsessor, arvutus, postprotsessor, optimeerimine jne.). C Toolbar – Sisaldab otsevalimis vahendeid. On võimalik ise seadistada. D Input Window – Sisestus aken. Näitab programmi küsivaid teateid ja lubab ise sisestada käske. E Graafika aken – Aken kus on kuvatud graafika (mudel, elemendid jne.) F Output Window – Kuvab süsteemi vastuse igale sisestatud funktsioonile teksti vormis

A

B

DC

F

Masinaehituse Instituut Raalintegreeritud tootmise ja projekteerimise õppetool Prof. Dr.-Eng. Martin Eerme

MER0070 – Toodete ja protsesside modelleerimine

Graafiline selekteerimine

Paljud ANSYS funktsioonid lubavad graafilist selekteerimist hiire abil. Kaks põhilist selekteerimise funktsiooni on locational picking (uue punkti koordinaatide defineerimine graafika aknas) ja retrieval picking (selekteeritakse olemasolevaid primitiive). Näiteks sõlmpunktide genereerimisel nende asukoha näitamine graafika aknas on locational picking aga punktide selekteerimine neile jõudude rakendamise eesmärgil on retrieval picking.

Joonis 1: Locational ja Retrieval Picking Graafilise selekteerimise korral kuvatakse vastav menüü mis erineb ülal nimetatud juhtude jaoks. A Funktsiooni nimetus. B Selekteerimise moodus lubades selekteerida ja deselekteerida asukohta või primitiive. Vastava

funktsiooni aktiveerimiseks tuleb kasutada kas „toggle buttons“ või hiire paremat nuppu vajutades liikuda erinevate funktsioonide vahel. „Retrieval pickingu“ jaoks on võimalik valida Single, Box, Polygon või Circle võimalus. Single korral iga hiire vajutus selekteerib primitiivi. Teistel juhtudel tuleb kasutada erineva kujuga selekteerimissilmust.

C Näitab selekteeritud primitiivide arvu ja minimaalset ning maksimaalset primitiivide arvu kasutatava funktsiooni jaoks.

A A

E

D C

C

B

B

D

E

F F

Masinaehituse Instituut Raalintegreeritud tootmise ja projekteerimise õppetool Prof. Dr.-Eng. Martin Eerme

MER0070 – Toodete ja protsesside modelleerimine

D Informatsioon selekteeritu kohta. Locational picking korral on tegemist punkti koordinaatidega. Retrieval picking korral esitatakse primitiivi number. Vajutades hiire nupu alla ja liikudes kursoriga graafika aknas on võimalik saada informatsiooni primitiivide kohta ja sedasi teha õige valik.

E Mõnedel juhtudel osutub vajalikuks sisestada andmeid klaviatuuri abil Input Window‘s. Kindlate koordinaatide sisestamisel osutub lihtsamaks nende sisestamine klaviatuuri abil.

F Rakendus nupud Ok – Käivitab funktsiooni ja sulgeb menüü Apply – Käivitab funktsiooni ja ei sulge menüüd. Kolmenupulise hiire korral võib kasutada ka

keskmist nuppu. Kahenupulise korral Shift+parem nupp. Reset – Deselekteerib valitu ja taastab eelmise apply eelse seisu. Cancel – Lõpetab funktsiooni ja sulgeb menüü Pick All – Selekteerib kõik primitiivid (ainult retrieval pickingu korral). Help – Avab abistava informatsiooniga akna täidetava funktsiooni kohta. Kuidas saada abistavat informatsiooni.

Vajutades Utility Menu‘s olevale Help nupule on võimalik valida erinevate virtuaalsete manuaalide vahel. Iga funktsiooni aknas on Help nupuke kuhu vajutades saab infot antud funktsiooni kohta. Programmi Piirid.

ANSYS 10.0 University Intermediate versioon lubab kasutada: Max. Nodes 32000 Max. h elements 32000 Max. p elements 4000

Masinaehituse Instituut Raalintegreeritud tootmise ja projekteerimise õppetool Prof. Dr.-Eng. Martin Eerme

MER0070 – Toodete ja protsesside modelleerimine

Harjutusülesanne 1

Leida joonisel 1 toodud keha deformatsiooni- ja pingeolukord. Joonis 2: Struktuuri geomeetria

Paksus 5 mm.

Mõjuv jõudF=4000N

FF

1000

200Ø 100

500

100

Masinaehituse Instituut Raalintegreeritud tootmise ja projekteerimise õppetool Prof. Dr.-Eng. Martin Eerme

MER0070 – Toodete ja protsesside modelleerimine

Ülesande lahendus kasutades FEM programmi ANSYS 10.0 Mudeli genereerimine1. Ülesande pealkirja defineerimine (see tegevus ei ole kohustuslik)Utility Menu: File→Change Title 1. Sisesta pealkiri 2. Ok

2. Ülesande tüübi määramineVõimaldab kasutada ainult antud ülesande klassile kuuluvat menüüde struktuuri. Main Menu: Preferences 1. Vali Struktuuri analüüsi filter 2. Ok

Masinaehituse Instituut Raalintegreeritud tootmise ja projekteerimise õppetool Prof. Dr.-Eng. Martin Eerme

MER0070 – Toodete ja protsesside modelleerimine

3. Elemendi tüübi ja parameetrite defineerimine

Main Menu: Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete 1. Lisa elemendi tüüp 2. Vali struktuur analüüsi solid element 3. Vali 4-sõlmeline nelinurkelement (PLANE42) 4. OK 5. „Options“ PLANE42 elemendile 6. Vali “plane stress with thickness” 7. Ok 8. Close

1

32

4

5

6

7

8

Masinaehituse Instituut Raalintegreeritud tootmise ja projekteerimise õppetool Prof. Dr.-Eng. Martin Eerme

MER0070 – Toodete ja protsesside modelleerimine

4. Füüsikaliste omaduste defineerimine

Main Menu: Preprocessor→Real Constants 1. Lisa füüsikalised omadused 2. Ok 3. Abi akna kuvamine (ei ole kohustuslik, vajadusel kasutada) 4. Abi aknas liikumine hiire abil 5. Väljumine abi aknast 6. Sisesta 5 THK lahtrisse 7. Ok 8. Close

5

3

4

2

1

7

8

6

Masinaehituse Instituut Raalintegreeritud tootmise ja projekteerimise õppetool Prof. Dr.-Eng. Martin Eerme

MER0070 – Toodete ja protsesside modelleerimine

5. Materjali omaduste defineerimine

Main Menu: Preprocessor→Material Props→ Material Models 1. Vajuta topeltklõps hiire vasaku nupuga 2. Sisesta materjali omadused lahtrisse 3. OK 4. Sulge aken

(materjali omadused ühikuteta, kuid tuleb ise jälgida, et oleksid vastavuses eelnevalt kasutatuga. Näiteks kui geomeetria on defineeritud mm, siis tuleb elastsusmoodul defineerida N/mm2)

Toolbar: (Soovitav aeg ajalt salvestada. Iga salvestuse järel uuendatakse ”failinimi.db” faili sisu. Eelmine salvestus salvestatakse ”failinimi.dbb” faili. Kuigi puudub “undo” või “back” käsk, on

võimalik kasutada käsku , mis loeb mudeli uuesti mällu, kasutades viimase salvestuse andmeid).

1

2

3

4

Masinaehituse Instituut Raalintegreeritud tootmise ja projekteerimise õppetool Prof. Dr.-Eng. Martin Eerme

MER0070 – Toodete ja protsesside modelleerimine

6 .Geomeetria modelleerimine

Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints (punktide genereerimine)

In Active CS …

100,0,0 Apply (käsk täidetakse, kuid aken jääb alles) 500,0,0 Apply 500,100,0 Apply 100,100,0 Apply 0,100,0 Ok (käsk täidetakse ja aken kaob) WorkPlane (aktiivse koordinaatsüsteemi defineerimine)Change Active SC to Global Cylindrical In Active CS … 50,0,0 Apply 50,45,0 Apply 50,90,0 Ok

Masinaehituse Instituut Raalintegreeritud tootmise ja projekteerimise õppetool Prof. Dr.-Eng. Martin Eerme

MER0070 – Toodete ja protsesside modelleerimine

Create (joonte defineerimine)Lines→In Active Coord+ 6 7 (hiirega selekteerida vastavad punktid) 7 8WorkPlane (Aktiivse koordinaatsüsteemi defineerimine)Change Active SC to Global Cartesian 6 1 (hiirega selekteerida vastavad punktid) 1 22 33 44 55 81 47 4Ok PlotCtrls (Display kujundamine)Numbering … Line Numbers On (joonte numbrite kuvamine)Ok Plot Lines

Masinaehituse Instituut Raalintegreeritud tootmise ja projekteerimise õppetool Prof. Dr.-Eng. Martin Eerme

MER0070 – Toodete ja protsesside modelleerimine

Create (pindade defineerimine)Areas Arbitrary By Lines (selekteeri vastavate numbritega jooned)L3 L1 L10 L9 Apply (defineeriti pind1 - sinine)L2 L8 L7 L10 Apply (defineeriti pind2 - lilla)L4 L9 L6 L5 Ok (defineeriti pind3 - punane)

Lõplike elementide defineerimineVõrgu tiheduse määramine (pannakse paika elemendi suurus) Preprocessor→Meshing→Size Cntrls→ManualSize→Lines→PickedLines

Selekteerida jooned L1, L2, L3, L5, L7, L8, L9, L10 Ok NDIV lahtrisse kirjutada arv 6

Apply

Masinaehituse Instituut Raalintegreeritud tootmise ja projekteerimise õppetool Prof. Dr.-Eng. Martin Eerme

MER0070 – Toodete ja protsesside modelleerimine

Selekteerida ülejäänud jooned (L4, L6) Ok

NDIV lahtrisse kirjutada arv 24 Ok Võrgu defineeriminePreprocessor→Meshing→Mesh→Areas→Mapped→3 or 4 sided

Valida pinnad 1-3 Ok

Masinaehituse Instituut Raalintegreeritud tootmise ja projekteerimise õppetool Prof. Dr.-Eng. Martin Eerme

MER0070 – Toodete ja protsesside modelleerimine

Jõudude ja rajatingimuste defineeriminePreprocessor→Loads→Define Loads→Apply→ Structural→ Displacement→On Nodes→

Valida ”Box” ja selekteerida kõik sõlmed millede Y=0

Apply

Apply Valida “Box” ja selekteerida sõlmed millede X=0

Ok

Masinaehituse Instituut Raalintegreeritud tootmise ja projekteerimise õppetool Prof. Dr.-Eng. Martin Eerme

MER0070 – Toodete ja protsesside modelleerimine

Jõudude defineeriminePreprocessor→Loads→Define Loads→Apply→ Structural→ Force/Moments→On Nodes→

Valida ”Box” ja selekteerida sõlmed millede X=500 Ok

OK (kuna serval koordinaadiga x=500 on 7 sõlme, siis tuleb kogujõud jagada sõlmede arvuga)

Masinaehituse Instituut Raalintegreeritud tootmise ja projekteerimise õppetool Prof. Dr.-Eng. Martin Eerme

MER0070 – Toodete ja protsesside modelleerimine

Arvutuse läbiviimineSolution→Solve→Current LS→

Ok (suurem aken annab informatsiooni lahendatava ülesande kohta. Akna võib sulgeda.)

OK Tulemuste kuvamineGeneral Postproc→Plot Results→Contour Plot→Nodal Solu

Masinaehituse Instituut Raalintegreeritud tootmise ja projekteerimise õppetool Prof. Dr.-Eng. Martin Eerme

MER0070 – Toodete ja protsesside modelleerimine

Ok (Antud juhul esitatakse ekvivalentsete pingete plot)

Andmebaasi salvestamine

Programmist väljumine

Ok