Jednoduchá modelová úlohu pro kontakt se třením

Jednoduchá modelová úlohu pro kontakt se třením

Sestavení kontaktní úlohy
v MKP systému ANSYS
a porovnání výsledků
s alternativním přístupem
Obsah
• Zadání modelované úlohy
• Popis sestavení úlohy
• Vyhodnocení spočtené úlohy
• Představení generování pomocí přiloženého ADPL
souboru
• Závěr
Zadání
• Modelování tělesa posouvaného po hrubé podložce
přitlačovaného silou
• Porovnání s výsledky alternativní metody
Zadání prvků
• ANSYS Main Manu -> Preprocessor -> Add/Edit/Delete
-> Add…
• Solid 185
• Spring-damper 14
Zadání tuhosti
pružiny
• ANSYS Main Manu -> Preprocessor -> Real Constants
-> Add/Edit/Delete
Materiálové
konstanty
• ANSYS Main Manu -> Preprocessor -> Material Props
-> Material Models
Vytovření pružiny
• ANSYS Main Manu -> Preprocessor -> Modelling
-> Create -> Nodes -> In Active CS
Souřadnice:
N1 = [x;y;z] = [0;0.25;0],
N2 = [x;y;z] = [0.3;0.25;0]
Vytovření pružiny
• ANSYS Main Manu -> Preprocessor -> Modelling
-> Create -> Elem Attributes
Vytovření pružiny
• ANSYS Main Manu -> Preprocessor -> Modelling
-> Create -> Elements ->Auto Nodes -> Thru Nodes
Vybrat N1 a N2
Vytvoření závaží
• ANSYS Main Manu -> Preprocessor -> Modelling
-> Create -> Volumes ->Block -> By Dimensions
Vytvoření podkladní
desky
• ANSYS Main Manu -> Preprocessor -> Modelling
-> Create -> Volumes ->Block -> By Dimensions
Mesh závaží
• ANSYS Main Manu -> Preprocessor
-> Meshing -> Mesh Tool
Nastavit Size contols – Global
Nastavit Radio Buttons
Sweep
Vazba
pružina-závaží
• ANSYS Main Manu -> Preprocessor -> Couple/Ceqn
-> Couple DOFs
Mesh plochy
• ANSYS Main Manu -> Preprocessor
-> Meshing -> Mesh Tool
Nastavit Size contols – Global
Nastavit Radio Buttons
Sweep
Mesh
Okrajové podmínky
Okrajové podmínky
• ANSYS Main Manu -> Preprocessor -> Loads
-> Define Loads -> Apply -> Structural -> Displacement
-> On Nodes
Normálová síla
Normálová síla
• ANSYS Main Manu -> Preprocessor -> Loads
-> Define Loads -> Apply -> Structural -> Force/Moment
-> On Nodes
Tečná síla
Tečná síla
• ANSYS Main Manu -> Preprocessor -> Loads
-> Define Loads -> Apply -> Structural -> Force/Moment
-> On Nodes
Definice kontaktu
• ANSYS Main Manu -> Preprocessor -> Modelling
-> Create -> Contact Pair
Definice kontaktu
• Vybrat cílovou plochu – v tomto případě jím bude
podložka
• -> Next
Definice kontaktu
• Vybrat kontaktní plochu – v tomto případě jím bude plocha
na spodní straně závaží
• -> Next
Typ: Pro výběr správné plochy držte levé tlačítko myši, a pohybujte kurzorem
Definice kontaktu
Nastavte velikost třecího koeficientu f=0,2
-> Create
-> Finish
Nastavení výpočtu
• ANSYS Main Manu -> Solution -> Analysis Type
-> New Analysis
Nastavení výpočtu
• ANSYS Main Manu -> Solution -> Analysis Type
-> New Analysis
Pozn: Materiálové tlumení nebude uvažováno,
systém je tlumen pouze třením.
Spustění výpočtu
• ANSYS Main Manu -> Solution -> Solve
-> Current LS -> OK
Výsledky - video
PlotCtrls-> Animate -> Over time -> New Analysis
Časový průběh
• ANSYS Main Manu -> TimeHist Postpro ->
Variable Viewer (pokud se automaticky neotevře)
Časový průběh
Export dat
Porovnání
s MATLABem
Pozn.: Zdrojový kód pro řešení soustavy v systému MATLAB je uložen
na hlavní stránce.
Porovnání
s MATLABem
Pozn.: Zdrojový kód pro řešení soustavy v systému MATLAB je uložen
na hlavní stránce.
Sestavení APDL souboru
• V systému ANSYS classic lze všechny příkazy vkladat
pomocí příkazové řádky, popř. načítat ze souboru.
• Všechny použité příkazy jsou ukládány do log souboru.
• APDL jazyk umočňuje navíc další operace (např.
číst/ukládat do souboru, uchovávat vnitřní proměnné,
používat logické operace, cykly, atd.).
• Příkazy stačí sepsat do txt souboru.
Sestavení APDL souboru
Načtení přiloženého APDL
Závěr
• Výsledky získané z matematického modelu sestaveného
na základě prezentovaných teoretických znalostí,
implementovaného v prostředí MATLAB jsou
srovnatelne s komerčním konečnoprvkovým software.
• Aplikací kontaktní vazby nedošlo k výraznému přeladění
soustavy.
• Díky tření však došlo k disipaci pohybové energie a k
útlumu kmitání.
• Ve stručnosti byla ukázána práce s APDL souborem.