Создание распределенной нагрузки

Постановка задачи

В центре пластины находится отверстие, она закреплена по внешнему контуру, приложена распределенная по окружности радиуса r нагрузка, как показано на рисунке 1. Геометрические размеры, нагрузки и свойства материалов описаны в таблице 1.

 

Рисунок 1 – Вид кольцевой пластины

 

Таблица 1 – Размеры и свойства кольцевой пластины

 

 

 

Создание новой базы данных

1) В главном меню MSC.Patran выберите File >> New. Появится форма New Database.

2) Введите имя annular_plate в строке Filename.

3) Нажмите OK.

4) Появится форма New Model Preferences. Эта форма позволяет Вам определить параметры анализа модели.

5) Выбор Параметров Анализа.

6) Установите Tolerance на Default.

7) Выберите MSC.Nastran из подменю Analysis Code.

8) Выберите Structural из подменю Analysis Type и нажмите ОК.

Создание базы кольцевой пластины

1) В главном меню MSC.Patran нажмите на приложение Geometry.

2) В форме Geometry установите Action >> Create, Object >> Curve и

Method >> XYZ.

3) В строку Vector Coordinate List введите <5,0,0>, а в Origin Coordinate List - [5,0,0]. Нажмите Apply.

4) Это создаст линию в Х-направлении длиной в 5 дюймов, начинающуюся из [5,0,0].

5) Измените Vector Coordinate List на <10,0,0> и Origin Coordinate List на [10,0,0]. Нажмите Apply. Это создаст Curve 2, представляющую радиус внешнего кольца.

Создание поверхности кольцевой пластины

1) В форме Geometry смените Object с Curve на Surface и установите Method на Revolve.

2) В Sweep Parameters установите Total Angle на 90.0, а Offset Angle на 0.0. Нажмите на созданную ранее Curve 1 (или введите curve 1 в строке Curve List). Нажмите Apply.

3) Чтобы создать Surface 2, введите Curve 2 в строку Curve List и нажмите Apply.

4) То же самое повторите для Surface 1.2, 2.2, 3.2, 4.2, 6.2 и 5.2. Например, введите Surface 1.2 в строку Curve List и нажмите Apply.

Создание сетки

1) В главном меню MSC.Patran нажмите на приложение Elements.

2) В форме Finite Element установите Action>>Create, Object >> Mesh, Type >> Surface. Эта комбинация создаст сетку на поверхности.

3) Установите значение Global Edge Length на 2. Это определит размер элементов. Затем отмените Automatic Calculation.

4) Выберите Quad4 из меню Topology. Это определит тип элемента, используемого для создания сетки на поверхности. Метод IsoMesh установлен автоматически.

5) Поместите курсор в строку Surface List и выберите все поверхности на экране (или введите Surface 1:8 и нажмите Apply).

Так как конечные элементы не связаны вдоль геометрических границ, их необходимо “сшить“.

6) Выравнивание КЭ Сетки.

7) Наверху формы Finite Element установите Action >> Equivalence, Object >> All, Method >> Tolerance Cube. Это выровняет узлы вдоль границ поверхностей.

8) Нажмите Apply.

Создание материала

1) В главном меню MSC.Patran нажмите на приложение Materials.

2) Наверху формы Materials установите Action >> Create, Object >> Isotropic, Method >> Manual Input.

3) В строке Material Name введите “Aluminum.”

4) Нажмите на кнопку Input Properties.

Определение Свойств Материала Аллюминия.

5) В форме Input Options введите 10e6 в строке Elastic Modulus.

6) В строке Poisson’s Ratio введите 0.3.

7) Нажмите OK для закрытия Input Option формы, а затем нажмите Apply в форме Materials

Создание свойств

1) В главном меню MSC.Patran нажмите на приложение Properties.

2) В форме Element Properties установите Action >> Create, Object >> 2D, Type >> Shell.

3) В строке Property Set Name введите prop_1.

4) Нажмите на кнопку Input Properties.

5) В форме Input Properties наведитесь на строку Material Name и выберите Aluminum из перечня Material Property Set.

6) Установите значение thickness на 0.125 дюймов и нажмите OK.

7) В форме Element Properties поместите курсор в поле Select Members и выделите все поверхности на экране (или введите Surface 1:8).

8) Нажмите Add и Apply в форме Properties.

Создание распределенной нагрузки

1) В главном меню MSC.Patran нажмите на приложение Loads/BCs.

2) В форме Loads/BCs установите Action >> Create, Object >> Distributed Load, Type >> Element Uniform.

3) В строке New Set Name введите annular_load.

4) Нажмите на кнопку Input Data.

5) В форе Input Data введите <,,-1.2> для Edge Distr Load, а поле Edge Distr Moment оставьте пустым. Нажмите OK.

6) Нажмите на кнопку Select Application Region.

7) В форме Select Application Region под Geometry Filter нажмите на Geometry.

8) Поместите курсор в поле Select Surface Edges. Курсором выберите с экрана 4 внутренних ребра поверхности. Нажимайте Add после каждого выбора, затем нажмите OK.

9) Surface 7.1 1:5:2.3 должно появиться в поле Application Region.

10) Нажмите Apply в приложении Loads/Boundary Conditions.