Geometrycznie nieliniowa analiza statyczna w PrePoMax/CalculiX

Ta instrukcja zakłada, że zapoznałeś się wcześniej z bardziej szczegółową instrukcja dla modelu 3D, więc pozbawiona jest zbędnych szczegółów.

Spis tresci


	1 Opis zagadnienia i używanego modelu
	2 Definiowanie modelu
		2.1 Odczytanie modelu CAD i generacja siatki
		2.2 Utworzenie modelu obliczeniowego
		2.3 Obliczenia i wyniki

1 Opis zagadnienia i używanego modelu

Naszym celem będzie wyznaczenie maksymalnego ugięcia i rozkładu naprężeń w stalowym (stal S420) łączniku, na powierzchni którego działa obciążenie 800 N.

Nasza konstrukcja ma 2 płaszczyzny symetrii, dlatego rozważamy 1/4 modelu.

2 Definiowanie modelu

2.1 Odczytanie modelu CAD i generacja siatki

Utwórz nowy projekt. Na początku wybierz typ zagadnienia (3D solid) oraz domyślny zestaw jednostek, OK.
Rozpakuj i odczytaj poprzez File / Import istniejący model CAD w formacie STEP. Jest to ćwiartka wspornika podzielona na dwie części: "belkową" i końcową.

Naszym celem jest wygenerowanie wspólnej siatki na obydwu ciałach, z których składa się model. Dlatego zaznaczamy je na drzewku i wybieramy opcję Create compound part.

Wygeneruj siatkę wstępną dla nowej wspólnej części o kroku 5 mm z elementów parabolicznych. W strefach zaznaczonych na rysunku (4 powierzchni) zagęść siatkę (krok 1 mm). W tym miejscu warto zapisać model pod stosowną nazwą.

2.2 Utworzenie modelu obliczeniowego

Zdefiniuj materiał (S420)

Zdefiniuj Section zaznaczając Solid section, jako jej typ oraz obydwa ciała, z których składa się model.

Zdefiniuj krok analizy statycznej. Aktywuj opcje Nlgeom (czyli analizę nieliniową) oraz automatyczny tryb doboru liczby kroków obciążenia.
Na liście wyników elementowych warto zostawić naprężenia (S) i dodać wskaźnik błędu (ERR).

Umocowanie w danym przypadku sprowadza się do zablokowanie przemieszczeń na powierzchniach cylindrycznych ① oraz podparciu na końcowej powierzchni ②.

Zdefiniuj warunki symetrii dla modelu.

Zdefiniuj jednorodnie rozłożone obciążenie o wypadkowe 200 N (1/4 obciążenia dla całego modelu).
W tym miejscu trzeba koniecznie zapisać model. Można zmienić domyślną nazwę zadania na bardziej czytelną.

2.3 Obliczenia i wyniki

Przeprowadź obliczenia i wyświetl wyniki dla całego modelu: maksymalne przemieszczenia oraz maksymalną i minimalną wartości naprężeń normalnych (w danym przypadku są to naprężenia σ_xx w PrePoMax oznaczone jako S11). Niżej porównane przykładowe wartości wyników otrzymane za pomocą CalculiX i SOLIDWORKS Simulation.

Program obliczeniowy	Naprężenia normalne max/min, MPa	Max przemieszczenie, mm
CalculiX	323/-233	7,1
SOLIDWORKS Simulation	311/-223	7,1