Руководства пользователя ansys - Arganabio.ru - инструкции по эксплуатации и многое другое

Добавил:

Upload

Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Предмет:

Файл:

Скачиваний:

221

Добавлен:

27.03.2015

Размер:

309.96 Кб

Скачать

Ansys 5.0

Руководство пользователя

__________________________________________

Содержание	стр.
1.	Общие сведения о программе ANSYS	4
	1.1	Семейство ANSYS-программ	4
	1.2	Версия программы ANSYS	5
	1.3	Ввод программы ANSYS	5
2.	Организация программы	6
	2.1	База данных программы ANSYS	7
	2.2	Файлы программы	7
3.	Средства связи с ANSYS программой	8
	3.1	Команды	8
		3.1.1	Сокращения	9
		3.1.2	Использование умолчаний	9
		3.1.3	Предупреждения и ошибки	9
		3.1.4	Получение информации	10
	3.2	Интерактивный и пакетный режимы	10
	3.3	Системное меню	11
		3.3.1	Организация меню	11
		3.3.2	Активизация и использование меню Выбор раздела из меню Получение помощи Редактирование и исполнение команды Использование клавиатуры Задание нужной команды	13 14 15 15 15 16
		3.3.3	Панели управления	16
		3.3.4	Кнопочные меню	17
4.	Файл регистрации	19
	4.1	Использование log-файла для ввода данных	19
		4.1.1
		4.1.1	Копирование log-файла	20
		4.1.2	Редактирование копии log-файла	20
		4.1.3	Ввод копии log-файла	20
5.	Сообщение об ошибках в программе	21

_____________________________________________________________________

Программа
ANSYS была разработана доктором Джоном
Свенсоном и сотрудниками фирмы Swanson
Analysis Systems Incorporated (SASI) в 1970 году. С того
времени усилиями компании SASI и
дистрибьютеров поддержки (ANSYS Support
Distributors) программа стала необходимым
инструментом инженерного проектирования
и проведения анализа разработок методом
конечных элементов. В настоящее время
программа ANSYS доступна для работы на
всех компьютерах — от персональных
компьютеров (PC) до суперЭВМ.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

Соседние файлы в папке ANSYSdoc

Источник

CAD-FEM GMBH REPRESENTATIONOFFICE 1703, 77, SCHELKOVSKOE SHOSSE, MOSCOW, 107497, RUSSIATEL: (095) 468-81-75, 460-47-22 FAX: (095) 913-23-00 E-mail: cadfem@online.ru_______________________________________________________________________ANSYS 5.0Руководство пользователя1.Введение1.1 Об этом руководстве1.2 Введение ANSYS программы2.Типичный ANSYS — анализ2.1 Построение модели2.2 Дополнительные нагрузки и получение решения2.3 Просмотр результатов3.Структурный анализ3.1 Обзор структурного анализа3.2 Структурный статический анализ3.3 Модальный анализ3.4 Гармонический анализ3.5 Кратковременный динамический анализ3.6 Спектральный анализ3.7 Частотный анализ3.8 Нелинейный структурный анализ3.9 Механика разрушений3.10 Составы3.11 Усталость4.Термоанализ5.Анализ магнитных полей6.Анализ электрических полей7.Анализ потоков8.Анализ связанных полей9.Генерация модели9.1 Обзор модельного генерирования9.2 Планирование вашего метода9.3 Координатная система9.4 Использование выбора («pick») и рабочих плоскостей(«Working Planes»)9.5 Моделирование геометрических тел9.6 Построение сетки геометрических тел9.7 Проверка вашей моделиCAD-FEM GMBH REPRESENTATIONOFFICE 1703, 77, SCHELKOVSKOE SHOSSE, MOSCOW, 107497, RUSSIATEL: (095) 468-81-75, 460-47-22 FAX: (095) 913-23-00 E-mail: cadfem@online.ru_______________________________________________________________________9.8 Настройка сетки9.9 Прямая генерация9.10 Моделирование каналов9.11 Контрольное число и переопределение элементов9.12 Уравнения связи и ограничений10.Нагружение и решение10.1 Нагружение10.2 Решение11.Постпроцессирование11.1 Обзор постпроцессирования11.2 Основной постпроцессор (POST1)11.3 Временной постпроцессор (POST2B)12.Графики12.1 Обзор графики12.2 Введение в графический режим12.3 Создание геометрических экранов12.4 Создание геометрических экранов с результатами12.5 Создание графиков12.6 Основные действия и определения12.7 Аннотация12.8 Анимация12.9 Внешние графики12.10 Программа CMAP13.Выбор логики и компонентов14.Подмоделирование15.Язык параметрического проектирования ANSYS (APDL)16.Оптимизация проектирования17.Подструктуры18.Рождение и смерть элементовПриложениеCAD-FEM GMBH REPRESENTATIONOFFICE 1703, 77, SCHELKOVSKOE SHOSSE, MOSCOW, 107497, RUSSIATEL: (095) 468-81-75, 460-47-22 FAX: (095) 913-23-00 E-mail: cadfem@online.ru_______________________________________________________________________А.

Диспетчер файлов и файлыВ. Пользователь обыкновенный и пользователь нестандартныйС. Связь с другими программамиД. Диспетчер памяти и конфигурацииCAD-FEM GMBH REPRESENTATIONOFFICE 1703, 77, SCHELKOVSKOE SHOSSE, MOSCOW, 107497, RUSSIATEL: (095) 468-81-75, 460-47-22 FAX: (095) 913-23-00 E-mail: cadfem@online.ru_______________________________________________________________________глава 1ВВЕДЕНИЕСодержание1.1 Об этом руководстве1.1.1 Справочное руководство пользователя ANSYS1.1.2 Процедуры справочного руководства1.1.3 Условные обозначение, используемые в этом руководстве1.1.4 Документация, относящаяся к ANSYSу1.2 Введение в ANSYS — программу1.2.1 Что такое ANSYS — программа?ANSYS — проверкаУстановка программного обеспечения ANSYS на ваш компьютерВвод ANSYS — программы1.2.2 Как организуется программаБаза данных ANSYSФайлы1.2.3 Связи в ANSYS — программеКомандыСокращенияПо умолчаниюПредупреждения и ошибкиВвод подсказкиИнтерактивный режим и пакетный режимСистемное менюКак организуется менюАктивизация и использование менюКонтрольные панелиКнопочное меню1.2.4 Сеанс с LOG — файламиИспользование LOG — файла при вводеКопирование LOG — файлаРедактор копированного LOG — файлаCAD-FEM GMBH REPRESENTATIONOFFICE 1703, 77, SCHELKOVSKOE SHOSSE, MOSCOW, 107497, RUSSIATEL: (095) 468-81-75, 460-47-22 FAX: (095) 913-23-00 E-mail: cadfem@online.ru_______________________________________________________________________Ввод копированного LOG — файла1.2.5 Сообщения об ошибках1.2ВведениевANSYS1.2.1 Что такое ANSYS — программа?• Ввод ANSYS — программыВвод ANSYS — программы требует системной команды, такой какASYS5.0 или ANSYS5.0.e.

(см. для информации SYSTEMSUPPLEMENT).В большинстве систем для идентификации таких вещей, какграфическое устройство и имя задания, во время ввода программывы можете использовать линейную опцию команды:ANSYS -D device -J jobnameКомандный синтаксис является системно-зависимым и объясняетсяSYSTEM SYPPLEMENT (Системным Дополнением).

Несмотря на то, чтолинейные опции команды являются не необходимыми, вы можетенайти это полезным при их использовании.Как только вы ввойдете в ANSYS, из директории ANSYS читаетсяфайл конфигурации (CONFIG.ANS). Конфигурационный файл состоитиз системно-зависимых установок, таких как доступная память ичисло процессоров, которые описываются в приложении D.

Затемпри чтении первой команды (если это не команда /BATCH)программа читает командный файл START.ANS, если он существуетв текущей (рабочей) директории или в вашей корневойдиректории. Это удобно, т.к. позволяет вам иметь любые ANSYS команды, выполняемые по вашему выбору, как только вы введетепрограмму.

Примеры команд вы можете включить в START.ANS,находящийся в меню /SHOW (определяет графические драйверы),в*ABBR (определяет сокращения для ваших любимых команд) и впараметрические определения (наиболее используемые, напримерPI=ACOS(-1)).ВВОДВANSYSВЫХОДCAD-FEM GMBH REPRESENTATIONOFFICE 1703, 77, SCHELKOVSKOE SHOSSE, MOSCOW, 107497, RUSSIATEL: (095) 468-81-75, 460-47-22 FAX: (095) 913-23-00 E-mail: cadfem@online.ru_______________________________________________________________________↓НАЧАЛЬНЫЙУРОВЕНЬ↑(BEGIN LEVEL)↓↓↓↓↓↓PREP 7SOLUTIONPOST 1ETCУРОВЕНЬ ПОДПРОГРАММ (PROCESSOR LEVEL)POST26OPTФиг.1.2-1 организация программы ANSYSFINISH /QUITЧтобы покинуть процессор, запустите командуFINISH.

FINISH — просто возвратит вас на начальный уровень,при этом не запишутся никакие данные и файлы (за исключением в OPT,где FINISH делает запись файла данных оптимизации, jobname.OPT). Выможете также использовать/QUIT, чтобы временно покинутьпроцессор, без любой опреции очистки, которая обычно имеет место сFINISH командой./EXITЧтобы покинуть ANSYS на начальном уровне и вернуться насистемный уровень, используйте команду /EXIT. По умолчанию /EXITавтоматически записывает части модели в базу данных (т.е.

пишет файлбазы данных, jobname.DB). Опции команды позволяют вам записыватьдругие части базы данных: /EXIT,SOLU -записывает части модели ирешения. /EXIT,ALL — записывает все — модель, решение ипостпроцессорные части базы данных. Если вы не хотите, чтобы базаданных записывалась, запустите /EXIT,NOSAVE.Табл.1.2 — 1 Процессоры (подпрограммы), доступные в программе ANSYS.процессор функциикомандаподсказкаPREP7основное препроцессирование — построение модели(геометрия, материалы, связи, уравнения ограничения и т.д.) /PREP7PREP7:SOLUTION Нагружение и запись — применяемые нагрузки и получениерешения методом конечных элементов /SOLUSOLU_LSnPOST1основное постпроцессирование — обзор результатов вопределенных точках модели в течение времени /POST1POST1:POST26временное постпроцессирование- обзор результатов вопределенных точках модели в течение времени /POST26POST26:OPT оптимизация проектирования/OPT OPT:AUX2 утилиты бинарного файла — печать бинарных файлов в читаемойформе/AUX2AUX2:AUX12генерация матриции излучения- вычисление проектируемыхфакторов излучения и создание матрицы излучения/AUX12AUX15:CAD-FEM GMBH REPRESENTATIONOFFICE 1703, 77, SCHELKOVSKOE SHOSSE, MOSCOW, 107497, RUSSIATEL: (095) 468-81-75, 460-47-22 FAX: (095) 913-23-00 E-mail: cadfem@online.ru_______________________________________________________________________AUX15трансляция файла- транслируются файлы из CAD или FEAпрограмм /AUX15AUX:RUN STAT статистика во время выполнения — для предположениявремени CPU, требований к фронту волны и т.д./RUNSTATRUNSTAT:• База данных ANSYSSAVE RESUMEПоскольку база данных содержит все вашивходные данные, хорошо практиковать частое сохранение копийданных файла.

Для этой цели используется команда SAVE. По умолчанию,SAVE записывает базу данных в jobname.DB, но вы можете определитьлюбое желаемое имя файла, расширение и директорию, используясоответствующее поле команды. Для чтения из файла базы данныхиспользуетсякоманда RESUME. По умолчанию, RESUME читает файлjobname.DB, но вы можете опредеить любое желаемое имя файла,расширение и директорию.

Обе команды SAVE и RESUME могут бытьиспользованы из любой части ANSYS, включая начальный уровень.Важным фактом для запоминания является то, что для большинствапроцессоров база данных должна содержать по крайней мерегеометрию модели. Например, чтобы сделать постпроцессирование,используя POST1, перед тем, как прочитается результирующийфайл геометрия модели должна уже существовать в базе данных.• ФайлыANSYS пишет и читает многие файлы для запоминания и поискаданных.

Файлы именуются name.EXT, по умолчанию. Имя задания выможете определить во время ввода ANSYS или командой /FILNAME.По умолчанию имя задания FILE. Расширение .EXT служитпоказателем содержимого файла. Например,jobname.DB — файл базы данных,jobname.EMAT — файл матрицы элементов,jobname.GRPH — нейтральный файл графики.(Заметим, что в некоторых системах, таких как Pcs, расширениесостоит из 3-х символов. (Также , расширение может быть зависимымот системы) . Приложение A содержит список всех файлов и их имена.1.2.3 Связи с ANSYS программой• КомандыКоманды являются первоначальным инструментом, который выиспользуете для связи с ANSYS программой. В программе свыше800 команд, каждая выполняет определенную функцию- для заданияданных (например, свойств материалов), или для выполнениякакого- либо действия (например, вывод модели наCAD-FEM GMBH REPRESENTATIONOFFICE 1703, 77, SCHELKOVSKOE SHOSSE, MOSCOW, 107497, RUSSIATEL: (095) 468-81-75, 460-47-22 FAX: (095) 913-23-00 E-mail: cadfem@online.ru_______________________________________________________________________экран).Типичные команды содержат имя команды и несколькоаргументов после запятой.

Источник

0 оценок

Комментарии (1)

Скачать

A-n-d-r-e-y

размещено: 26 Июня 2008

1.Решение задач динамики в Ansys. Краткое руководство пользователя
2.Работа с геометрией
3.Разбиение модели на конечные элементы

1.67 МБ

СКАЧАТЬ

Источник

Оглавление

Предисловие
Предисловие авторов
Введение
Часть 1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МЕТОДА КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
Глава 1.	Некоторые предварительные замечания
	1.1.	Роль вычислительных методов в расчетах на прочность. Основные этапы численного исследования прочности конструкций.
		1.1.1.	Построение физической модели
		1.1.2.	Построение математической модели
		1.1.3.	Метод исследования математической модели и анализ полученных результатов
	1.2.	Элементы матричной алгебры
	1.3.	Матричная форма записи основных соотношений теории упругости
		1.3.1.	Плоские (двумерные) задачи
		1.3.2.	Основные соотношения между напряжениями, деформациями и температурой
		1.3.3.	Соотношения между деформациями и смещениями
		1.3.4.	Уравнения равновесия
		1.3.5.	Граничные условия
	1.4.	Идея и область применения метода конечных элементов. Основные этапы практической реализации
		1.4.1.	Основные понятия
		1.4.2.	Основные этапы практической реализации
		1.4.3.	Конечные элементы
		1.4.4.	Построение сетки конечных элементов
		1.4.5.	Граничные условия
		1.4.6.	Точность результатов
		1.4.7.	Пример. Растяжение ступенчатого стержня
Глава 2.	Типы конечных элементов. Стержневой и балочный элементы. Линейная задача.
	2.1.	Типы конечных элементов.
		2.1.1.	Линейный упругий элемент. Матрица жесткости
		2.1.2.	Система упругих элементов. Матрица жесткости системы элементов
		2.1.3.	Примеры
	2.2.	Стержневой элемент
		2.2.1.	Матрица жесткости стержневого элемента
		2.2.1.1.	Построение матрицы жесткости
		2.2.1.2.	Примеры
		2.2.2.	Учет распределенной нагрузки
		2.2.3.	Произвольное расположение элементов на плоскости
		2.2.3.1.	Преобразование смещений
		2.2.3.2.	Матрица жесткости
		2.2.3.3.	Напряжения
		2.2.3.4.	Примеры
		2.2.4.	Произвольное расположение элементов в пространстве
	2.3.	Балочный элемент
		2.3.1.	Матрица жесткости
		2.3.2.	Примеры
Глава 3.	Плоские задачи. Конечные элементы для плоских задач
	3.1.	Функции формы конечных элементов и матрица жесткости
	3.2.	Линейный плоский треугольный элемент
	3.3.	Квадратичный треугольный элемент
	3.4.	Линейный четырехугольный элемент
	3.5.	Квадратичный четырехугольный элемент
	3.6.	Преобразование нагрузки
	3.7.	Пластины и оболочки
		3.7.1.	Основные соотношения теории пластин и оболочек
		3.7.2.	Основные положения теории тонких пластин
		3.7.3.	Основные положения теории толстых пластин
		3.7.4.	Конечные элементы для пластин и оболочек
		3.7.4.1.	Тонкий четырехугольный элемент с четырьмя узлами
		3.7.4.2.	Толстостенный четырехугольный элемент
Глава 4.	Практические вопросы и ответы.
Часть 2. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ANSYS
Глава 1.	Общее описание
	1.1.	Составные части комплекса и их назначение
	1.2.	Предварительная подготовка и вход в программу
		1.2.1.	Предварительная подготовка
		1.2.2.	Вход в программу
		1.2.2.1.	Пакетный режим (Commands)
		1.2.2.2.	Интерактивный режим. Графический интерфейс пользователя (GUI)
	1.3.	Основные стадии решения задач
		1.3.1.	Препроцессорная подготовка
		1.3.1.1.	Выбор координатной системы
		1.3.1.2.	Создание базы данных
		1.3.1.3.	Способы построения геометрической модели
		1.3.1.4.	Построение сетки
		1.3.2.	Приложение нагрузок и получение решения
		1.3.2.1.	Выбор типа анализа и его опций
		1.3.2.2.	Приложение нагрузок
		1.3.2.3.	Запуск на счет
		1.3.3.	Постпроцессорная обработка
		1.3.3.1.	Постпроцессор общего назначения
		1.3.3.2.	Постпроцессор истории нагружения
	1.4.	Типы основных файлов, создаваемых и используемых программой
Глава 2.	Методика работы с программой при решении статических прочностных задач
	2.1.	Основные типы и имена элементов
	2.2.	Основные команды пакетного и интерактивного режимов
		2.2.1.	Пример 2.1. Полоса с отверстием. Постановка задачи
		2.2.2.	Построение модели
		2.2.2.1.	Ввод имени задачи
		2.2.2.2.	Ввод заголовка и системы единиц
		2.2.2.3.	Ввод заголовка и системы единиц в примере 2.1
		2.2.2.4.	Ввод типов элементов
		2.2.2.5.	Ввод типов элементов в примере 2.1
		2.2.2.6.	Ввод констант элементов
		2.2.2.7.	Ввод констант элементов в примере 2.1
		2.2.2.8.	Задание свойств материала
		2.2.2.9.	Задание свойств материала в примере 2.1
		2.2.2.10.	Построение модели
		2.2.2.10.1.	Моделирование «сверху-вниз»
		2.2.2.10.2.	Моделирование «снизу-вверх»
		2.2.2.10.3.	Моделирование с применением булевых операций
		2.2.2.11.	Построение модели в примере 2.1
		2.2.3.	Построение сетки
		2.2.3.1.	Выбор метода построения сетки
		2.2.3.2.	Построение произвольной (free) сетки
		2.2.3.3.	Построение упорядоченной (mapped) сетки
		2.2.3.4.	Построение сетки в примере 2.1
		2.2.4.	Приложение нагрузок и получение решения
		2.2.4.1.	Граничные условия
		2.2.4.2.	Сосредоточенные нагрузки (силы и моменты сил)
		2.2.4.3.	Поверхностные нагрузки
		2.2.4.3.1.	Приложение распределенной нагрузки к балкам
		2.2.4.3.2.	Установление связи величины поверхностной нагрузки с номерами узлов
		2.2.4.3.3.	Задание градиента поверхностной нагрузки
		2.2.4.4.	Температура (TEMP)
		2.2.4.5.	Инициализация решения
		2.2.4.6.	Приложение нагрузок и получение решения в примере 2.1
		2.2.5.	Обработка, печать и сохранение результатов (постпроцессорная обработка)
		2.2.5.1.	Сохранение и восстановление результатов
		2.2.5.2.	Чтение результатов
		2.2.5.3.	Показ деформированной формы модели
		2.2.5.4.	Графическое представление результатов
		2.2.5.5.	Векторный дисплей
		2.2.5.6.	Дисплей граничных условий и реакций опор
		2.2.5.7.	Представление результатов в табличной форме
		2.2.5.8.	Сохранение результатов в файле
		2.2.5.8.1.	Печать в файл текстовых результатов
		2.2.5.8.2.	Изображение рисунков и графиков
		2.2.5.9.	Обработка результатов в примере 2.1
Глава 3.	Примеры программ
	3.1.	Стержневые и балочные конструкции
		3.1.1.	Консольная балка
		3.1.2.	Плоский изгиб балки
		3.1.3.	Определение реакций опор и усилий в стержнях плоской фермы
		3.1.4.	Расчет составных рам (система двух тел)
		3.1.5.	Определение реакций опор и внутренних связей составной конструкции (система трех тел)
		3.1.6.	Кручение стержней
		3.1.7.	Кривые стержни
		3.1.8.	Начальные деформации
		3.1.9.	Температурные напряжения
	3.2.	Плоские задачи.
		3.2.1.	Статический анализ уголкового кронштейна
		3.2.1.1.	Создание модели
		3.2.1.2.	Построение сетки
		3.2.1.3.	Получение решения
		3.2.1.4.	Анализ результатов
		3.2.1.5.	Выход из ANSYS.
	3.3.	Пространственные задачи.
		3.3.1.	Толстостенный цилиндр под внутренным давлением
		3.3.1.1.	Создание модели
		3.3.1.2.	Построение сетки тетрагональных элементов
		3.3.1.3.	Получение решения
		3.3.1.4.	Анализ результатов
		3.3.1.5.	Выход из ANSYS.
		3.3.2.	Статический анализ изогнутого стержня
		3.3.2.1.	Пакетный (командный) режим работы
		3.3.2.2.	Интерактивный режим работы
Часть 3. НАИБОЛЕЕ УПОТРЕБИТЕЛЬНЫЕ КОМАНДЫ ANSYS
Литература
Об авторах

Предисловие

Уважаемые читатели!

Вы держите в руках первую книгу на русском языке, посвященную описанию
работы с программой ANSYS, выпущенную массовым тиражом.

Распространенность де-факто ANSYS в среде инженеров-расчетчиков, обусловленная
широкими возможностями программы в области решения сложных проблем механики
деформированного твердого тела, теплообмена, гидродинамики
и электромагнитных полей, а также адаптированностью программы к конечному
пользователю, не могла не вызвать потребности в специальной литературе. Надо
сказать, что это общая тенденция.

Процесс технического перевооружения ведущих промышленных предприятий,
головных отраслевых НИИ и т.д., имеющий место в настоящее время,
и альтернативы которому нет ввиду жесткой конкуренции на отечественном
и мировом рынках, требует в числе прочего и обновления материального
обеспечения для задач инженерного моделирования. Это так называемые системы
автоматизированного проектирования (САПР), главной задачей внедрения которых
является снижение издержек и сжатие сроков проектирования и производства,
за счет замены реальных процессов прототипирования, макетирования, испытаний
и т.д. — их виртуальными аналогами. Рост числа рабочих мест САПР
на предприятиях, несмотря на нынешние финансовые трудности, есть объективное
обстоятельство, из которого вытекает факт востребованности на рынке труда
специалистов, владеющих подобными технологиями, — в данном случае
технологией проведения инженерного анализа с помощью CAE-системы ANSYS.

Отсюда очевидно следствие о необходимости методической подготовки таких
специалистов — это веление времени, и этой цели как раз служит
предлагаемая книга.

Общеизвестен дефицит литературы подобного рода, как содержащей теоретические
основы численных методов, так и по собственно техническим аспектам овладения
конкретной программой. Не случайно технические вузы, не сговариваясь,
выпускают свои собственные методические разработки на тему введения
в какую-либо САПР и включают в свою программу соответствующие курсы
подготовки, в том числе по ANSYS, как самой распространенной CAE-системы.
К сожалению, такая литература остается в стенах выпустившего ее вуза,
не говоря уже об отсутствии унификации учебных курсов, терминологии и т.п.;
кроме того, такие работы не гарантированы от ошибок.

Данная книга восполняет этот пробел.

Она характеризуется хорошим качеством изложения достаточно сложного
и объемного материала, а также такими особенностями методического построения,
которые позволяют рекомендовать ее как начинающим, так и опытным
пользователям.

Авторам удалось органично предварить основной текст сжатым и доходчивым
изложением теоретических основ метода конечных элементов, а также
практическими следствиями из теории и вытекающими из них рекомендациями, что
будет, безусловно, полезным, например, для студентов, изучающих строительную
механику и прочность.

Книга снабжена подробно описанными примерами, что позволяет рекомендовать ее
специалистам-расчетчикам, начинающим изучение программы ANSYS, а также
преподавателям вузов, планирующим внедрять соответствующие учебные курсы.
Введение в командный язык ANSYS, которое дается параллельно с описанием работы
с интерфейсом, позволит грамотно пользоваться справочником команд, помещенным
в третьей часть книги и предназначенным, в основном, для опытных
пользователей.

А.С.Шадский,

представительство фирмы CAD-FEM GmbH в СНГ
(официальный дистрибьютор ANSYS, www.cadfem.ru)

Предисловие авторов

Численные методы расчета напряженно-деформированного состояния на основе
программных комплексов для ЭВМ находят все большее распространение. Весьма
большими возможностями обладает программный комплекс ANSYS (продукт фирмы ANSYS
Inc.), позволяющий решать краевые задачи практически во всех инженерных
приложениях, таких как: гидромеханика, колебания, теплопроводность,
прочность, специфические конструкции в виде трубных систем и т.п. Заметим,
что ознакомиться с возможностями программы и овладеть основными приемами
работы с ней можно, используя ее учебную версию — ANSYS ED, распространяемую
в рекламных целях бесплатно.

В настоящем руководстве затронуты только вопросы прочности конструкций,
а именно расчета напряженно-деформированного состояния при статическом
нагружении. Это ограничение введено сознательно, поскольку при изложении
основ такого сложного программного комплекса, как ANSYS, невозможно, да и не нужно, охватить все области его возможного использования единовременно.

Математической основой, на которой построен вычислительный аппарат этого
программного продукта, является метод конечных элементов. Поэтому в первой
части книги детально, с примерами, изложен метод конечных элементов.
В определенном смысле эта часть имеет самостоятельное значение. Во второй
части дано последовательное изложение действий пользователя при решении
задач сопротивления материалов и строительной механики, а также одномерных
и двумерных задач теории упругости для тел произвольного очертания и схем
нагружения. В третьей части дано описание основных команд, задание которых
необходимо при вводе-выводе данных и результатов счета. Приведенный материал
далеко не исчерпывает все возможности программного комплекса, однако авторы
рассчитывают в дальнейшем на продолжение своей работы с целью расширения
круга решаемых задач.

Авторы выражают искреннюю благодарность представительству фирмы CAD-FEM GmbH
в СНГ (официальный дистрибьютор ANSYS) в лице его руководителя В.Н.Анпилова
и технического специалиста А.С.Шадского за тщательное и плодотворное
рецензирование рукописи книги.

Все возможные замечания по содержанию книги будут с благодарностью
восприняты авторами.

Введение

При выполнении инженерных расчетов на прочность неизбежен этап создания
моделей прочностной надежности элементов конструкций. С помощью таких
моделей возможно выбрать материал и необходимые размеры конструкций
и оценить ее сопротивление внешним воздействиям.

Моделью называется система представлений, зависимостей, условий
и ограничений, описывающих исследуемый и рассчитываемый процесс или явление.
Модель представляет собой отображение объективной реальности и может иметь
разную природу, структуру и форму представления.

Надежностью называют свойство изделия выполнять свои функции в заданных
пределах в течение требуемого промежутка времени. Прочностной надежностью
называют отсутствие отказов, связанных с разрушением или с недопустимыми
деформациями, или, вообще, с наступлением предельного состояния
в определенном смысле. Основной мерой надежности является вероятность
безотказной работы изделия.

Другой, более распространенной величиной оценки прочностной надежности
является запас прочности. Пусть p — параметр работоспособности изделия
(например, действующее усилие, давление, эквивалентное напряжение в опасной
точке и т.п.). Тогда запасом прочности называют отношение

n = p_кр/p_max,

где p_кр — критическое (предельное) значение параметра p,
нарушающее нормальную работу изделия, p_max — наибольшее значение
параметра в рабочих условиях.

Условие прочностной надежности записывается в виде:

n>=[n],

где [n] — допустимое значение запаса прочности. Допустимый
запас прочности назначают на основании инженерного опыта эксплуатации
подобных конструкций (прототипов). Ряд отраслей техники имеют нормы
прочности, в которых допустимые запасы прочности регламентированы для разных
условий эксплуатации. Обычный диапазон изменений [n]
колеблется от 1, 3 (при стабильных условиях нагружения) до 5 и более (при переменных и динамических нагрузках). Отметим основные модели прочностной
надежности, которые практически всегда (явно или неявно) присутствуют при
проведении расчетов. Это модели материала, формы детали (конструкции),
нагружения (условий нагружения) и предельного состояния (нарушения
прочности). При разработке (назначении) моделей приходится идти
на компромисс между достаточно полным и адекватным описанием рассчитываемого
явления и доступностью (трудоемкостью) расчета на основе принятых моделей.
Напомним, что целью расчетов является определение запасов прочности. Однако
на этом пути находится этап определения напряженно-деформированного
состояния, и именно данный этап рассматривается в настоящей книге.

В практике расчетов используют как аналитические, так и численные методы.
Первые базируются на математических методах решения краевых задач, обычно
сложных и трудоемких, и зачастую ограничены достаточно простыми
геометрическими формами тел и схем нагружения. Численные методы, к которым
относятся, в частности, метод конечных разностей, метод граничных
интегральных уравнений, метод граничных элементов, метод конечных элементов
и другие методы, напротив, не ограничены ни формой тел, ни способом
приложения нагрузки. Это, наряду с повсеместным распространением мощной
вычислительной техники, способствует их распространению в инженерной среде.
Нередки случаи, когда важно знать эволюцию процесса деформирования (или разрушения) конструкции с продолжающимся во времени внешним воздействием.
При этом естественны большие геометрические и физические нелинейности.
В таких случаях обойтись без численных решений практически невозможно.
Но именно такого рода задачи вполне под силу программному комплексу ANSIS (ANSYS
Inc.). Механическая и математическая основа указанного программного
комплекса представляет собой метод конечных элементов (МКЭ) — наиболее
распространенный и достаточно универсальный метод анализа
напряженно-деформированного состояния (НДС).

Книга состоит из трех частей, в первой из которых рассматривается основная
идея МКЭ и алгоритм расчета, проиллюстрированный рядом простых примеров,
с указанием на некоторые ограничения, связанные с применением метода. Вторая
и третья части знакомят читателя с реализацией МКЭ в программном комплексе
ANSYS.

Следует оговорить, что круг рассматриваемых вопросов в силу ограниченного
объема книги сводится к линейно-упругому анализу НДС в случае статического
нагружения. Вопросы, связанные с упругопластическими расчетами, с решением
задач механики разрушения, можно найти, например, в [6].

Об авторах

Каплун Александр Борисович

Доктор технических наук, профессор. Заведующий кафедрой теоретической механики Московского института коммунального хозяйства и строительства (МИКХиС), профессор кафедры физики прочности Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ».

Известный ученый в области численных методов расчета на прочность, прикладной механики разрушения и механики усталостного разрушения многослойных материалов и конструкций. Автор более 100 печатных работ, посвященных исследованию прочности металлических и неметаллических материалов и конструкций с остаточными напряжениями и трещинами.

Морозов Евгений Михайлович

Доктор технических наук, профессор кафедры физики прочности Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ». Известный ученый в области механики разрушения и прочности твердых тел, один из инициаторов развития механики разрушения в нашей стране. Лауреат премии Совета Министров СССР, заслуженный деятель науки РФ. Включен в ряд англо- и русскоязычных книг «Кто есть кто». Кембриджским биографическим центром внесен в книгу «Outstanding scientists of the 21st century».

Автор нескольких монографий и учебных пособий, в число которых входят «Механика контактного разрушения» (в соавт. с Ю. В. Колесниковым), «Контактные задачи механики разрушения» (в соавт. с М. В. Зерниным), «Разрушение стекла» (в соавт. с С. С. Солнцевым), «Метод конечных элементов в механике разрушения» (в соавт. с Г. П. Никишковым), «Механика упругопластического разрушения» (части I и II, в соавт. с В. З. Партоном), «Прочностной анализ: ФИДЕСИС в руках инженера» (в соавт. с В. А. Левиным и А. В. Вершининым; все — М.: URSS), «Механика разрушения: Курс лекций» (в соавт. с В. М. Пестриковым; СПб., 2012), а также получившие широкую популярность руководства «ANSYS в руках инженера: Практическое руководство» (в соавт. с А. Б. Каплуном и М. А. Шамраевой), «ANSYS в руках инженера: Механика разрушения» (в соавт. с А. Ю. Муйземнеком и А. С. Шадским), «ANSYS в руках инженера: Температурные напряжения» (в соавт. с А. С. Шадским, К. Н. Жековым и А. С. Плотниковым; все — М.: URSS).

Шамраева Маргарита Александровна

Преподаватель Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ». Исследователь в области численного анализа процессов деформирования и определения условий разрушения инженерных конструкций. Автор нескольких учебных пособий.

2023. 1896 с. Твердый переплет. 3499 р. Новинка недели!

Стивен Коткин, всемирно известный историк, профессор Принстонского университета (США), предпринял успешную попытку написать тотальную историю сталинского режима и его воздействия на Евразию и остальной мир. В первом томе — «Парадоксы власти» — изучается история жизни и деятельности Сталина от рождения… (Подробнее)

2023. 476 с. Интегральный переплет. 539 р.

Книга выпущена в рамках издательской программы Института системно-стратегических исследований (рук. А.И. Фурсов). 2022 год во всех смыслах стал переломным. Военная фаза длительного украинского конфликта стала продолжением деструкции политического, социально-экономического и культурного (в самом… (Подробнее)

URSS. 2023. 512 с. Мягкая обложка. 1139 р. Новинка недели!

Широкое внедрение алгебраических методов в теоретическую физику не является новостью. Калибровочные поля и их интерпретация на языке расслоенных пространств, суперсимметричные расширения полевых теорий, возникновение теорий Великого объединения, струнных моделей, квантовой петлевой гравитации —… (Подробнее)

2023. 160 с. Твердый переплет. 2999 р.

Эта книга — трогательная история для взрослых о поиске себя. Большая Панда и Маленький Дракон отправляются в путешествие по временам года. Они часто теряются, как и многие из нас. Но, заблудившись, делают для себя множество прекрасных открытий. (Подробнее)

URSS. 2023. 160 с. Твердый переплет. 699 р.

Технологическая динамика выступает важным показателем экономического развития и предметом в рамках структурной политики. Серьезным «камнем преткновения» в области технологического развития является технологический дуализм, который может приобретать форму весьма специфического для данной экономики… (Подробнее)

URSS. 2023. 272 с. Мягкая обложка. 799 р.

В 2001 г. за разработку новой технологии производства посадочного материала методом зеленого черенкования Михаилу Трофимовичу Тарасенко была присуждена Государственная премия Российской Федерации в области науки и техники.

В настоящей книге обобщены результаты полувековых исследований автора… (Подробнее)

URSS. 2023. 416 с. Мягкая обложка. 1139 р.

В монографии, посвященной 300-летию Российской академии наук, представлены результаты совместных исследований группы ведущих российских ученых, разрабатывающих новые теоретико-методологические подходы, основанные на применении инструментов экономики качества и больших агент-ориентированных моделей для… (Подробнее)

URSS. 2023. 312 с. Мягкая обложка. 879 р.

Вниманию читателей предлагается книга одного из наиболее выдающихся экономистов XX века Йозефа Шумпетера, в которую вошли биографические и одновременно теоретико-экономические статьи о жизни и творчестве ученых, ставших классиками экономической науки. Автор обобщает колоссальный объем знаний… (Подробнее)

2020. 912 с. Твердый переплет. 3699 р.

«В зеркале супермоделей» это издание из двух книг о том, как на самом деле используются теоретические модели в реальных финансах. Читатель узнает, как стать гораздо более продуктивным и успешным, если смотреть на финансовый мир с разных точек зрения через призму моделей. А еще это — своебразный… (Подробнее)

2023. 1318 с. Твердый переплет. 2799 р.

Впервые в мировой научно-технической литературе в объеме одного комплексного издания последовательно и детально исследован феномен программных и аппаратных троянов, которые фактически являются технологической платформой современного и перспективного информационно-технического оружия (кибероружия)…. (Подробнее)

Источник