Комплекс МКЭ ANSYS предназначен для расчета задач механики деформируемого твердого тела (МДТТ), температурных задач, задач механики жидкости и газа, а также расчета электромагнитных полей. Кроме того, комплекс обладает возможностью расчета связанных задач, в которых результаты расчета для одной среды (например, поля температур) могут быть использованы в качестве исходных нагрузок для расчета других сред (например, для вычисления распределения напряжений в нагретой детали).

Применительно к механике деформируемого твердого тела (МДТТ) комплекс ANSYS позволяет решать следующие задачи:

>линейные и нелинейные статические задачи (нелинейности могут быть геометрические и физические);

>задачи расчета собственных форм и частот колебаний;

>задачи расчета вынужденных колебаний;

>задачи определения собственных форм потери устойчивости;

>задачи исследования динамических переходных процессов (в том числе ударного взаимодействия);

>спектральные задачи.

Кроме того, комплекс ANSYS позволяет проводить оптимизацию конструкций, допускает применение суперэлементов (подконструкций), и имеет целый ряд дополнительных возможностей. К таким возможностям относятся следующие:

>уточненный расчет НДС в локальных зонах;

>построение адаптивных сеток;

>расчет циклически симметричных конструкций;

>расчет задач механики разрушения;

>определение характеристик выносливости;

>применение р-элементов.

Для выполнения различных этапов создания сетки конечных элементов и проведения расчетов комплекс разделен на ряд модулей. Модули имеют свои названия и выполняют следующие функции:

>препроцессор PREP7 - предназначен для создания геометрической и расчетной моделей и приложения нагрузок;

>модуль проведения вычислений SOLUTION - предназначен для указания опций расчета и проведения вычислений;

>постпроцессор POST1 - предназначен для просмотра результатов для определенного шага нагрузки на полной модели;

>постпроцессор POST26 - предназначен для просмотра результатов в определенном узле и (или) элементе для полной последовательности шагов нагрузки;

>модуль импорта геометрической информации AUX15 - предназначен для импорта файлов, содержащих геометрическую информацию, созданных иными комплексами (например, средствами CAD).

Комплекс ANSYS позволяет создавать непосредственно сетку конечных элементов (то есть узлы и элементы), а также геометрическую модель, на основе которой далее создается сетка конечных элементов.

Геометрическая модель или ранее созданная сетка также могут импортироваться в среду комплекса ANSYS из внешних файлов.

В связи с развитием и широким распространением средств С AD импорт ранее созданных файлов представляется наиболее удобным вариантом создания расчетных моделей, который может применяться в инженерной практике.

Общепринятая последовательность расчета конструкции в среде комплекса МКЭ ANSYS сводится к следующим шагам:

V Импорт или создание геометрической модели;

>Выбор применяемых типов конечных элементов, указание данных материалов, размеров и формы поперечных сечений, а также геометрических характеристик (толщины и прочих характерных размеров оболочек и иных элементов);

>Создание сетки конечных элементов;

>Приложение нагрузок (в комплексе ANSYS нагрузки могут прикладываться и к объектам геометрической модели, и к объектам расчетной модели),

>Указание опций проведения расчета и вывода расчетных данных;

>Проведение собственно расчета;

>Ознакомление с результатами.

В последующих главах приведено описание наиболее часто применяемых файлов, конечных элементов и средств Графического интерфейса пользователя комплекса ANSYS, используемых при расчете на прочность машиностроительных конструкций.

Глава 2

Файлы комплекса МКЭ ANSYS