Выбираем свойства материала и задаем его характеристики.

M.M. => PREPROCESSOR => MATERIAL PROPS => MATERIAL MODELS…=> MATERIAL MODELS AVAILABLE=> STRUCTURAL=> LINEAR=>ELASTIC=> ISOTROPIC=> EX= 2е11 Па, PRXY= 0,3 => ОК=> DENSITY=> DENS= 7800кг/куб.м..(вводим в окнах EX-модуль упругости, PRXY-коэффициент Пуассона, DENS-плотность)

5. Cтроим деталь (Modeling):

A. Первый прямоугольник:

M.M.=> PREPROCESSOR=> –MODELING– CREATE=> –AREAS– RECTANGLE=> BY DIMENSIONS…(построение прямоугольника по заданным размерам) => Х1 = 0 м; X2= 0,05 м; Y1 = 0 м; Y2 = 0,04 м => ОК. (здесь X1 и Y1-координаты нижнего левого угла прямоугольника, а X2 и Y2 – координаты прилегающих к нему углов по осям X и Y соответственно)

Б. Окружность радиусом 0,005 метра:

M.M. => PREPROCESSOR=> –MODELING– CREATE=> –AREAS– CIRCLE=> SOLID CIRCLE+=> WP X= 0.03; WP Y= 0.02; RADIUS = 0.005 => ОК. (здесь WP X , WP Y – координаты центра)

B. Отверстие:

Вычитаем из прямоугольника окружность. Для этого, сначала выделяем поверхность, из которой надо вычесть, а потом выделяем вычитаемую поверхность:

M.M.=> PREPROCESSOR => –MODELING–OPERATE => SUBTRACT => AREAS+=> нажимаем прямоугольник за пределами вычитаемой окружности=> APPLY=> нажимаем внутри окружности => ОК. (отверстие должно стать черного цвета)

Г. Второй прямоугольник:

Поворачиваем рабочую систему координат. ANSYS позволяет перемещать и поворачивать рабочую систему координат так, как это угодно пользователю. То есть, чтобы нарисовать вторую пластину, нужно повернуть рабочую плоскость вокруг оси OY по часовой стрелке на 120°.

U.M.=> WORK PLANE => OFFSET WP BY INCREMENTS…, появится форма для изменения рабочей плоскости (рис. 3). Прежде чем производить поворот, необходимо выставить угол поворота оси на бегунке (см. рис. 2) равный 90° и нажать кнопку, помеченную на рис. 3 стрелкой, затем выставить на бегунке угол поворота оси равный уже 30° и нажать ту же кнопку. По завершении вращения нажимаем кнопку ОК. В результате этих операций рабочая система координат повернется в нужном направлении на требуемый угол равный 120°. В текущем положении рабочей системы координат строим прямоугольник согласно пункту 5 А.

Д. Для удобства работы с фигурами в ANSYS предусмотрено вращение и перемещение геометрических объектов в окне. Смещение объекта производится перемещением мыши при одновременно нажатой клавиши CTRL и левой кнопки мыши, для вращения вместо левой кнопки мыши нужно удерживать правую кнопку мыши.

(надо повернуть изображение как на рисунке)

Е. «Склеиваем» геометрические объекты построенной конструкции: M.M.=> PREPROCESSOR => –MODELING– OPERATE=> GLUE=>AREAS=> PICK ALL.

Ж. Для корректного задания нагружения, выставим рабочую систему координат на 120° назад, то есть необходимо выполнить пункт 5 Г с точностью до наоборот (повернуть на те же углы вокруг оси OY против часовой стрелки ). Сохраняем результат работы (SAVE DB).

6. Разбиваем конструкцию на конечные элементы:

M.M.=> PREPROCESSOR => -MESHING–SIZE CNTRLS=> -MANUAL SIZE– –GLOBAL– SIZE… => NDIV = 4 => ОК. Таким образом мы настроили геометрию на разбиение на 4-х угольные элементы, теперь разбиваем:

M.M. => PREPROCESSOR => –MESHING– MESH => –AREAS– FREE+=> PICK ALL.

7. Выбираем статический тип анализа:

M.M.=> SOLUTION=> –ANALYSIS TYPE– NEW ANALIS… => STATIC => ОК.

8. Прикладываем к конструкции внешнее воздействие:

M.M. => SOLUTION => –LOADS– APPLY => –STRUCTURAL– FORCE/MOMENT => ON KEYPOINTS+=> выделяем точку, к которой будет приложена сила, как показано на рис. 2 => ОК=> Lab =FX, Value= –50 Н => ОК.

9. Закрепляем конструкцию:

M.M. => SOLUTION => –LOADS– APPLY=> –STRUCTURAL– DISPLACEMENT => ON LINES+ => выделяем окружность (она разбита на четыре сектора, поэтому надо последовательно нажать на каждый из них) => ОК=> Lab2 = ALL DOF => ОК. Таким образом, все степени свободы узлов на отверстии равны нулю.

10. Запускаем на решение:

M.M.=> SOLUTION => –SOLVE– CURRENT LS=> ОК.

11. Просматриваем поля суммарного вектора перемещений:

M.M. => GENERAL POSTPROC => PLOT RESULTS=> –CONTOUR– NODAL SOLU… => Item, Comp = DOF solution, Translation USUM => OK.

Вывод поля напряжений по Мизесу:

M.M. => GENERAL POSTPROC => PLOT RESULTS => –CONTOUR– NODAL SOLU…=> Item, Comp = Stress, von Mises SEQV => OK.

Содержание отчета:

краткие теоретические сведения, подробное описание всех шагов статического расчета, рисунки состояния детали после приложения силы (суммарный вектор перемещений и поля напряжения по Мизесу с указанием наиболее нагруженного участка). Выводы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. – М.: Мир, 1979. – 392 с.

2. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. – М.: Мир. 1975. – 538 с.

3. Сабоннадьер Ж.-К., Кулон Ж.-Л. Метод конечных элементов и САПР: Пер. с франц.– М.: Мир, 1989. – 190 с.

4. Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных элементов: Справочник /Под ред. В.И. Мяченкова.– М.: Машиностроение, 1989.– 520с.

5. Чигарев А.В., Кравчук А.С., .Смалюк А.Ф.. ANSYS для инженеров: Справочное пособие. М.: Машиностроение-1, 2004. 512 с.

ВАРИАНТЫ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

№ в списке группы	Лабораторная работа
Толщина пластин [м]	Размеры прямоу-гольников (X;Y) [м]	Радиус отверстия [м]	Внешняя сила [Н]
	0.0025	0.05; 0.04	0.006
	“	0.055: 0.04	0.007
	“	0.06; 0.05	0.008
	“	0.07; 0.08	0.009
	0.003	0.05; 0.04	0.006
	“	0.055: 0.04	0.007
	“	0.06; 0.05	0.008
	“	0.07; 0.08	0.009
	0.0035	0.05; 0.04	0.006
	“	0.055: 0.04	0.007
	“	0.06; 0.05	0.008
	“	0.07; 0.08	0.009
	0.004	0.05; 0.04	0.006
	“	0.055: 0.04	0.007
	“	0.06; 0.05	0.008
	“	0.07; 0.08	0.009
	0.0045	0.05; 0.04	0.006
	“	0.055: 0.04	0.007
	“	0.06; 0.05	0.008
		0.07; 0.08	0.009
	0.005	0.05; 0.04	0.006
	“	0.055: 0.04	0.007
	“	0.06; 0.05	0.008
	“	0.07; 0.08	0.009
	0.0055	0.05; 0.04	0.006

Координаты центра отверстия соответствуют геометрическому центру закрепляемого прямоугольника.