ОСНОВЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
63
просмотр и анализ результатов. Этап построения модели требует наибольших
затрат времени пользователя. Он включает определение типов конечных
элементов, их констант, свойств материала и геометрии модели.
Библиотека конечных элементов программы ANSYS содержит более
80 типов элементов. Выбор типа элемента и включение его в модель
определяется применимостью элемента к той или иной области расчетов:
прочностной, тепловой, магнитный и электрический анализы, движение
жидкости или связанные задачи.
Константами элемента
являются свойства,
специфичные для данного типа элемента. Например, для балочного 2-D
элемента константами являются площадь поперечного сечения, момент
инерции, высота и др. Свойства материала требуются для большинства типов
элементов. В зависимости от области приложения свойства могут быть
линейными, нелинейными и/или анизотропными. Линейные свойства могу
зависеть или не зависеть от температуры, быть изотропными или
ортотропными. Зависимость свойств от температуры имеет форму полинома
(вплоть до четвертой степени) или задается таблично. Нелинейные
соотношения, такие как кривые деформирования материала для различных
видов упрочнения, кривые ползучести, описание гиперупругих свойств, обычно
задаются в виде таблицы. Анизотропные свойства для упругих материалов
задаются в матричном виде.
Основной целью на этапе разработки геометрической модели является
создание адекватной конечно-элементной модели, состоящей из узлов
и элементов. При создании конечно-элементной модели используется два
метода: твердотельное моделирование и прямая генерация сетки.
В первом
случае описываются геометрические границы модели. Представление
геометрии основано на использовании сплайновой технологии NURBS. Затем
программа берет на себя генерацию сетки с узлами и элементами; размеры и
форму элементов можно контролировать. Использование сплайнов NURBS
делает возможным применение метода построения некоторой поверхности,
известного как "обтягивание каркаса". С помощью этого метода пользователь
может задать некоторый набор поперечных сечений, а затем построить
поверхность, точно соответствующую указанным сечениям. Этот метод
позволяет быстро моделировать сложные формы с переменным поперечным
сечением типа корпуса судна или кузова автомобиля. Во втором случае
"вручную" задается положение каждого узла и осуществляется соединение
элементов между собой. Программа ANSYS предоставляет в распоряжение
*
В программе ANSYS возможен также еще один способ – импорт модели. Каждый из методов обладает
только ему присущими уникальными возможностями и преимуществами. Пользователь может выбрать любой
из этих методов или их комбинацию.
