Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Программа'
( работающим и неработающим) реальную возможность получить основное общее и среднее (полное) общее образование, создает основу для последующего образо...полностью>>
'Образовательная программа'
Вид программы – модифицированная, программа составлена на основе программы, опубликованной в Сборнике научно-методических материалов по развитию техни...полностью>>
'Документ'
Добрый вечер. Адреналин – гормон бесстрашия. И только отсутствие страха поможет нам улучшить жизнь каждого из нас. И сегодня бесстрашие нам будет необ...полностью>>
'Документ'
443902 г. Самара п.Прибрежный ул.Звездная 15-113, Р/С 407038109 473 ОАО "Первый Объединенный Банк" к/с 301018101 927 в ГРКЦ г. Самара  ИНН 6316106558,...полностью>>

Главная > Документ

Сохрани ссылку в одной из сетей:
Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

Глава 4. Построение модели

4.1. Краткий обзор главы

  • Ранее был рассмотрен простой линейный стационарный тепловой анализ, на примере которого показана общая процедура теплового анализа. В следующих главах обсуждаются подробности проведения трех стадий анализа (в основном для стационарных задач).

  • В этой главе, посвященной построению модели, будут рассмотрены следующие темы :

  • Выбор тепловых элементов.

  • Задание линейных и нелинейных тепловых свойств материалов.

  • Применение в модели элементов с “поверхностным эффектом”.

  • Вы сможете выполнить Ваше первое упражнение в конце главы.

Для построения конечно-элементной модели используется общий препроцессор PREP7. Эта стадия анализа включает:

  • Выбор типов элементов и опций.

  • Определение свойств материалов.

  • Создание геометрической модели.

MainCmds

Preproc

/PREP7

ElemType

RealCons

Material

SolidMod

Препроцессор PREP7 вводится с помощью команды /PREP7.

4.2. Типы тепловых элементов

  • Полная библиотека элементов программы ANSYS r. 5.0 содержит свыше 90 элементов различных типов. Любой элемент в библиотеке, который имеет температуру как степень свободы, может использоваться при тепловом анализе.

  • Температура - это физическая величина, которая не обладает направлением. Следовательно, тепловой анализ - анализ скалярного поля.

  • Ниже приведены конечные элементы программы ANSYS, которые в качестве степеней свободы имеют только температуру. Такие элементы называются тепловыми элементами.

4.2.1. Тепловые элементы

Линейные:

LINK32

Двумерный теплопроводящий стержень

LINK33

Трехмерный теплопроводящий стержень

LINK34

Трехмерный элемент конвекции

LINK31

Трехмерный элемент излучения

Двумерные

твердотельные:

PLANE77

8-узловой тепловой твердотельный

PLANE55

4-узловой тепловой твердотельный

PLANE35

Треугольный тепловой твердотельный

PLANE78

8-узловой осесимметричный тепловой

гармонический твердотельный

PLANE75

4-узловой осесимметричный тепловой

гармонический твердотельный

Трехмерные

твердотельные:

SOLID90

20-узловой тепловой твердотельный

SOLID70

8-узловой тепловой твердотельный

SOLID87

Четырехгранный тепловой твердотельный

Оболочечные:

SHELL57

Тепловая оболочка

Элемент массы

MASS71

Тепловой элемент массы

Элементы, имеющие одинаковые тепловые свойства, могут отличаться только геометрией, что дает возможность создавать модели различной конфигурации.

4.2.2. Сводная таблица тепловых элементов

***Условные обозначения, которые встречаются далее:

2-D - двумерный;

3-D - трехмерный;

DOF - степень свободы.***

2-D т/проводящая балка

LINK32 2-узловой 2-D

DOF:температура

Плоскостная/ осесимметричная проводящая балка

Свойства :B

3-D т/проводящая балка

LINK33 2-узловой 3-D

DOF:температура

Трехмерная проводящая балка

Свойства :B

Элемент конвекции

LINK34 2-узловой 3-D

DOF:температура

Эл.теплопроводности, основанный на коэффициенте теплоотдачи

Свойства :B

Элемент излучения

LINK31 2-узловой 3-D

DOF:температура

Эл.излучения, основанный на коэф. формы и степени черноты

Свойства :B

2-D 8-узловая тепловая поверхность

PLANE77 8-узловой 2-D

DOF:температура

Плоская или осесимметричная поверхность

Свойства: B,E

2-D 4-узловая тепловая поверхность

PLANE55 4-узловой 2-D

DOF:температура

Плоская/осесимм. пов. Условия произвольного массового переноса или жидкости

Свойства: B,E

2-D треугольная тепловая поверхность

PLANE35 6-узловой 2-D

DOF:температура

Плоский /осесим. элемент, при автомати-ческом разбиении на сетку тел произвольн. формы

Свойства: B,E

8-узловая осесим. гармоническая тепловая поверхность

PLANE78 8-узловой 2-D

DOF:температура

Неосесим.нагружение (характер нагр. в виде разложения Фурье)

Свойства: B,E

4-узловая осесимметричная гармоническая тепловая поверхность

PLANE75 4-узловой 2-D

DOF:температура

Неосесим.нагружение (характер нагр. в виде разложения Фурье)

Свойства: B,E

3-D 20-узловой тепловой объем

SOLID90 20-узловой 3-D

DOF:температура

Применяется в основном в 3-D твердых моделях

Свойства: B,E

3-D 8-узловой тепловой объем

SOLID70 8-узловой 3-D

DOF:температура

Условия произвольного массового переноса или жидкости

Свойства: B,E

3-D тетраэдр. тепловой объем

SOLID87 10-узловой 3-D

DOF:температура

Применяется при автоматическом разбиении на сетку тел произвольн. формы

Свойства: B,E

Тепловая оболочка

SHELL57 4-узловой 3-D

DOF:температура

В теплопередаче для плит, оболочек

Свойства: B,E

Тепловая масса

MASS71 1-узловой 3-D

DOF:температура

Для моделирования тепловой емкости

Свойства: B

Свойства:

LD-большой прогиб,

P-пластичность,

N-нелинейный элемент,

LS-большие деформации,

C-ползучесть.

B-birth and death

S-напряженная жесткость

SW-разбухание

E-с оценкой ошибки

4.2.3. Элементы связанных полей

  • Другие конечные элементы, называемые элементами связанных полей, имеют несколько степеней свободы, одна из которых - это температура.

  • Эти элементы используются для анализа связанных физических полей, когда рассматриваются проблемы на стыке различных технических дисциплин (тепло, прочность, магнетизм и т.д.).

Тепло /

электричество:

LINK68

Линейный тепло/электрический

PLANE67

Двумерный тепло/электрический

твердотельный

SOLID69

Трехмерный тепло/электрический

твердотельный

SOLID5

Трехмерный элемент связанных полей

твердотельный

SOLID98

Четырехгранный элемент связанных

полей твердотельный

Тепло /

прочность:

SOLID5

Трехмерный элемент связанных полей

твердотельный

SOLID98

Четырехгранный элемент связанных

полей твердотельный

PLANE13

Двумерный элемент связанных полей

твердотельный

Тепло /

гидродинамика:

FLUID 15

Двумерный тепло/гидродинамический

FLUID66

Трубчатый элемент

тепло/гидродинамический

Обратите внимание, что элементы SOLID5 и SOLID98 могут быть использованы как в связанном тепло-электрическом анализе, так и в тепло-прочностном.

Элементы SOLID5, SOLID98 и PLANE13 можно также использовать для выполнения магнитно-теплового анализа.

4.2.4. Специальные элементы

  • Существуют и другие элементы, которые имеют несколько степеней свободы, одна из которых - температура.

  • Такие элементы обычно используются для приложений теплового анализа, приведенных ниже:

COMBIN37

Управляющий элемент (по времени и температуре)

SURF19

Двумерный элемент с поверхностным эффектом

(нагружение по поверхности)

SURF22

Трехмерный элемент с поверхностным эффектом

MATRIX50

Суперэлемент (подконструкция с радиацион. эффектом)

Элемент COMBIN37 может использоваться для задания теплового потока как функции температуры (например, для моделирования термостата). Использование этого элемента делает тепловой анализ нелинейным.

Конечные элементы с поверхностным эффектом, SURF19 и SURF22, используются для приложения определенных поверхностных нагрузок (подробнее об этом в следующих главах).

Конечный элемент MATRIX50 может использоваться как суперэлемент в методе подконструкций. Этот суперэлемент может представлять матрицу излучения в тепловом анализе. Матрица излучения обрабатывается вспомогательным процессором AUX12. (Подробнее об излучении см. в Главе 8.)

При выборе тепловых элементов следует руководствоваться следующим:

  • Соответствует ли тип элемент решаемой задаче? Обращайтесь за подробностями к руководству “Элемент”.

  • Следует использовать, если возможно, двумерные расчетные модели: их намного проще создать и с их помощью можно быстрее получить решение, чем для трехмерных моделей. Старайтесь использовать, когда возможно, преимущества, которые дает симметрия модели.

  • Использование элементв более низкого порядка с соответствующей сеткой может дать точные результаты при меньших затратах ресурсов по сравнению с элементом высокого порядка (со срединными узлами на сторонах).

Следует удостовериться, что возможности конечного элемента соответствуют целям конкретного приложения. Ознакомьтесь с разделом руководства “Элемент”, который относится к выбранному элементу, и обратите особое внимание на ограничения и допущения для данного элемента.

В общем случае элементы более высокого порядка со срединными узлами на сторонах более точны, чем элементы более низкого порядка, но требуют большей вычислительной работы.

Элементы низкого порядка с мелкой сеткой дают такие же или лучшие результаты, чем элементы более высокого порядка с крупной сеткой, и более экономичны по затратам ресурсов. Для большинства практических задач можно использовать все (или значительную часть) элементов низкого порядка с четырехугольной сеткой (PLANE55 для двумерных задач и SOLID70 для трехмерных) и получать хорошие результаты.

4.2.5. Задание типа элемента

Тип элемента, который используете в анализе, может быть задан одним из двух способов.

  • С помощью команды ET:

ET, 1, PLANE77 ! Тип элемента 1 двумерный 8-узловой твердотельный

  • С помощью панели управления, предназначенной для выбора типа элемента, а также опций и реальных констант:

MainCmds

Preproc

/PREP7

ElemType

ByPanel >

При работе в интерактивном режиме удобным способом задания типа элемента является использование панели управления типом элемента. Панель управления позволяет легко установить опции и константы, относящиеся к каждому отдельному типу элемента.

Курсором мыши выберите опцию “ByPanel >“ для перехода к панели управления. Символ “>“ в любом разделе меню означает обращение к панели управления.

Если используется несколько типов конечных элементов, следует убедиться, что соответствующий номер типа указан (командой TYPE) до введения элементов в модель.

Набор степеней свободы, связанный с типами элементов, которые используется в модели, определяет вид выполняемого анализа.

4.3. Свойства материалов

Типичными свойствами, которые используются в тепловом анализе, могут быть следующие:

KXX

Количество теплоты

Время.Длина.Темп.

Теплопроводность k материала в направлении оси X. Можно также задавать величины KYY и KZZ.

C

Количество теплоты

Масса.Темп.

Удельная теплоемкость*

DENS

Масса

Объем

Плотность(r)*

ENTH

Количество теплоты

Объем

Энтальпия

* Вместо массы можно использовать единицы веса. Параметы C и DENS должны быть выражены в одной системе единиц измерения.

Если значения теплопроводностей KYY и KZZ не заданы, они по умолчанию считаются равными KXX.

Энтальпия представляет собой интеграл от (C . DENS) по температуре, т.е.

ENTH = ò rcdT.

Для анализа стационарной теплопроводности задается теплопроводность:



Похожие документы:

  1. К 1933 г на вооружение поступили торпеды тан-12 для низкого торпедометания (с бреющего полета) и тав- 15 для сброса с парашютами, а также авиационная мина мав

    Документ
    ... 1933 года на госиспытаниях в НИИ ВВС курсовой автопилот для Р-5 показал в общем удовлетворительную работу ... береговой стационарный теплопеленгатор-теплоблок (БТП-39) и корабельный теплопеленгатор, опытный образец которого был установлен на ...
  2. Грин Б. Элегантная Вселенная. Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории: Пер с англ. / Общ ред. В. О. Малышенко

    Документ
    ... Второй пример, который позволил общей теории ... Этот краткий обзор показал, каким ... процедуре, которая также требовала своей (довольно простой) ... на оба вопроса основан на важнейшем квантово-механическом эффекте, рассмотренном в главе 4. Там было показано ...
  3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях анализ оказания догоспитальной медицинской помощи пострадавшим в дорожно-транспортных происшествиях с сочетанными травмами в арктической зоне архангельской области

    Документ
    ... общем анализе крови имели место только у 86% пациентов с такими осложнениями, как простой ... получении стационарной медицинской помощи на примере ГУЗ ... на плечи государства и общества. Нами было проведено исследование среди студентов СГМУ, которое показало ...
  4. Кинетическая теория газов

    Документ
    ... волн, у которых зна чения  и k связаны какой-то определенной зависимостью. На пример, написанная ранее формула ... служит рассмотренная в предыдущей главе система двух свя занных маятников. Там мы показали, что общее ...
  5. Автореферат диссертации на соискание ученой степени (1)

    Автореферат диссертации
    ... Введении выполнен краткий исторический обзор развития ... стационарной задаче теплопроводности искомой функцией является температура, которая при отсутствии тепловых ... На границе области могут быть заданы любые граничные условия, рассмотренные в главе ...

Другие похожие документы..