PÉLDATÁR 12. 2. FÉLÉVI HÁZI FELADAT FURATOS LEMEZ ANALITIKUS ÉS VÉGESELEM MEGOLDÁSA



Hasonló dokumentumok
FELADAT LEÍRÁSA MEGOLDÁS ANSYS-BAN. 1. eset (R=100) GEOMETRIA MEGADÁSA

PÉLDATÁR FÉLÉVI HÁZI FELADAT EGYSZERŰEN ALÁTÁMASZTOTT, HIDROSZTATI- KUS TERHELÉSŰ LEMEZ ANALITIKUS ÉS VÉGESELEM MEGOLDÁSA

ANSYS indítása, majd válasszunk munkakönyvtárat és jobname-t. A munkakönyvtár legyen pl C:\Temp. Utility Menu -> File -> Change Directory...

FELADAT LEÍRÁSA MEGOLDÁS ANSYS-BAN

FELADAT LEÍRÁSA. A váz egyszerűsített geometria modelljét az alábbi ábra szemlélteti.

ANSYS indítása, majd válasszunk munkakönyvtárat és jobname-t. A munkakönyvtár legyen pl D:\NEPTUNKOD. Utility Menu -> File -> Change Directory...

Végeselem módszer 1. gyakorlat

ANSYS indítása, majd válasszunk munkakönyvtárat és jobname-t. A munkakönyvtár legyen pl D:\NEPTUNKOD. Utility Menu -> File -> Change Directory...

Végeselem analízis 5. gyakorlat (kidolgozta: Bojtár Gergely egyetemi tanársegéd)

GÉPÉSZETI ALKALMAZOTT SZÁMÍTÁSTECHNIKA f iskolai mérnökhallgatók számára. A 4. gyakorlat anyaga. Adott: Geometriai méretek:

Végeselem analízis 1. gyakorlat (kidolgozta: Aczél Ákos egyetemi tanársegéd)

9.2. Térbeli rácsos tartó (távvezeték oszlop) APDL-lel

feszültségek ábrázolása a cső vastagsága mentén sugár irányban.

Végeselem módszer 3. gyakorlat Furatos lemez (ÁSF feladat)

Végeselem módszer 5. gyakorlat (kidolgozta: Dr. Pere Balázs) Feladat: Forgásszimmetrikus test elmozdulás- és feszültség állapotának vizsgálata

Végeselem analízis 8. gyakorlat (kidolgozta: Bojtár Gergely, Szüle Veronika)

Végeselem módszer 4. gyakorlat Gát (SA feladat)

Végeselem analízis 3. gyakorlat (kidolgozta: Aczél Ákos egyetemi tanársegéd, Bojtár Gergely egyetemi tanársegéd)

PÉLDATÁR BEGYAKORLÓ FELADAT TÉRBELI FELADAT MEGOLDÁSA VÉGESELEM- MÓDSZERREL

INHOMOGÉN RUGALMAS ANYAGÚ KÚPOK STATIKAI VIZSGÁLATA STATIC ANALYSIS OF NONHOMOGENEOUS ELASTIC CONICAL BODIES

6. MECHANIKA-STATIKA GYAKORLAT Kidolgozta: Triesz Péter egy. ts. Négy erő egyensúlya, Culmann-szerkesztés, Ritter-számítás

Végeselem módszer 7. gyakorlat

Végeselem módszer 5. gyakorlat

Végeselem módszer 6. gyakorlat U gerenda

Végeselem módszer 3. gyakorlat

Végeselem módszer 8. gyakorlat

Végeselem módszer 3. gyakorlat Síkbeli törtvonlaú tartó

PÉLDATÁR BEGYAKORLÓ FELADAT SÍKFESZÜLTSÉGI PÉLDA MEGOLDÁSA VÉGESELEM-MÓDSZERREL

Végeselem módszer 3. gyakorlat

IV x. 2,18 km magasan van a hôlégballon.

Az 1. gyakorlat anyaga. B x. Rácsos szerkezet definíciója: A rudak kapcsolódási pontjaiban (a csomópontokban) csuklók

Mechanikai állapotok: (A rudak egymáshoz mereven kapcsolódnak)

Végeselem módszer 6. gyakorlat Befalazott rúd sajátfrekvencia- és dinamikai vizsgálata mm

ACÉLCAD BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM ÉPÍTŐMÉRNÖKI KAR HIDAK ÉS SZERKEZETEK TANSZÉKE

Végeselem módszer 4. gyakorlat Síkbeli törtvonlaú tartó térbeli terheléssel

Segédlet a Tengely gördülő-csapágyazása feladathoz

PÉLDATÁR BEGYAKORLÓ FELADAT SÍKALAKVÁLTOZÁSI PÉLDA MEGOLDÁSA VÉGESELEM-MÓDSZERREL

Végeselem módszer 1. gyakorlat síkbeli rácsos tartó

A végeselem módszer alapjai. 2. Alapvető elemtípusok

TERMÉKTERVEZÉS NUMERIKUS MÓDSZEREI. 1. Bevezetés

Végeselem analízis 7. gyakorlat (kidolgozta: Dr. Pere Balázs)

CAD-CAM-CAE Példatár

Végeselem módszer 2. gyakorlat

A Maxwell-féle villamos feszültségtenzor

9. ábra. A 25B-7 feladathoz

Mivel a fenti összefüggéseket kíséleti eedmények is alátámasztják, azok oly métékben pontosnak tekinthetők, hogy a feszültségoptikában elengedhetetlen

( ) Végeselem analízis 2. gyakorlat (kidolgozta: Aczél Ákos egyetemi tanársegéd, Bojtár Gergely egyetemi tanársegéd)

Végeselem módszer 6. feladat (kidolgozta: Bojtár Gergely) Megoldás ANSYS14.5-tel Feladat: U-gerenda modellezése lemezszerkezetként

BME Gépészmérnöki Kar 3. vizsga (112A) Név: 1 Műszaki Mechanikai Tanszék január 11. Neptun: 2 Szilárdságtan Aláírás: 3

Pere Balázs október 20.

Végeselem analízis. 1. el adás

Csatlakozás a végeselem modulhoz SolidWorks-ben

Rugalmasságtan és FEM, 2005/2006. II. félév, I. ZÁRTHELYI, A

462 Trigonometrikus egyenetek II. rész

1. Feladat. a) Mekkora radiális, tangenciális és axiális feszültségek ébrednek a csőfalban, ha a csővég zárt?

Végeselem analízis 6. gyakorlat (kidolgozta: Bojtár Gergely)

Rugalmas hullámok terjedése. A hullámegyenlet és speciális megoldásai

Műszaki folyamatok közgazdasági elemzése Előadásvázlat október 17. A technológia és a költségek dualitása

TERMÉKSZIMULÁCIÓ I. 9. elıadás

MUNKAGÖDÖR TERVEZÉSE

Kétváltozós vektor-skalár függvények

Első lépések. File/New. A mentés helyét érdemes módosítani! Pl. Dokumentumok. Fájlnév: pl. Proba

Két körhenger általánosabban ( Alkalmazzuk a vektoralgebrát! ) 1. ábra

V É G E S E L E M M Ó D S Z E R M É R N Ö K I M E C H A N I K A I A L K A LM A Z Á S A I

Bonded és No Separation

SZIMULÁCIÓ ÉS MODELLEZÉS AZ ANSYS ALKALMAZÁSÁVAL

Feladatok megoldásokkal a 9. gyakorlathoz (Newton-Leibniz formula, közelítő integrálás, az integrálszámítás alkalmazásai 1.

Lemez- és gerendaalapok méretezése

Példa: Háromszög síkidom másodrendű nyomatékainak számítása

megjelenítés EDGED FACES átállítjuk a szegmensek számát 5x5x5-re

Példa: Csúsztatófeszültség-eloszlás számítása I-szelvényben

MECHANIKA I. rész: Szilárd testek mechanikája

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit. Komplex számok (2)

Függvények Megoldások

A hatékony mérnöki tervezés eszközei és módszerei a gyakorlatban

Példa: Normálfeszültség eloszlása síkgörbe rúd esetén

Információ megjelenítés Számítógépes ábrázolás. Dr. Iványi Péter

Lemez 05 gyakorló feladat

Frissítve: Feszültség- és alakváltozási állapot. 1. példa: Írjuk fel az adott kockához tartozó feszültségtenzort!

Komputeralgebra rendszerek

BONYOLULT TÁLBAN MOZGÓ GOLYÓ

MICROCAP PROGRAMRENDSZER HASZNÁLATA

(ArcCatalog, ArcMap)

Forgattyús mechanizmus modelljének. Adams. elkészítése, kinematikai vizsgálata,

Vasúti teherkocsi tömbkerekek hőterhelése és törésmechanikája

Matematika 11 Koordináta geometria. matematika és fizika szakos középiskolai tanár. > o < szeptember 27.

Rugalmasan ágyazott gerenda. Szép János

IV. Trigonometria. Szögek átváltása fokról radiánra és fordítva. Hegyesszögû trigonometriai alapfeladatok

ELLIPSZISLEMEZ MÁSODRENDŰ RÖGZÍTÉSE. Írta: Hajdu Endre

Az R forgató mátrix [ 1 ] - beli képleteinek levezetése: I. rész

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA II.

KIEGÉSZÍTŽ FELADATOK. Készlet Bud. Kap. Pápa Sopr. Veszp. Kecsk Pécs Szomb Igény

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Függvények

Függvények július 13. f(x) = 1 x+x 2 f() = 1 ()+() 2 f(f(x)) = 1 (1 x+x 2 )+(1 x+x 2 ) 2 Rendezés után kapjuk, hogy:

2. Gyakorlat Khoros Cantata

Gazdasági matematika II. vizsgadolgozat megoldása, június 10

Matematika (mesterképzés)

Gyakorlati példák Dr. Gönczi Dávid

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Függvények

3 Technology Ltd Budapest, XI. Hengermalom 14 3/ Végeselem alkalmazások a tűzvédelmi tervezésben

Átírás:

PÉLDATÁR.. FÉLÉVI HÁZI FELADAT FURATOS LEMEZ ANALITIKUS ÉS VÉGESELEM MEGOLDÁSA Szező: D. Szekényes Andás D. Szekényes Andás, BME www.tankonyvta.hu

Fuatos lemez analitikus és végeselem megoldása. FURATOS LEMEZ ANALITIKUS ÉS VÉGESELEM MEGOLDÁ- SA Számítsuk ki a. ábán látható, saját síkjában tehelt fuatos lemezben kialakuló feszültségmezőt a. analitikus módszeel a síkfeladatok alapegyenletei segítségével, b. végeselem-módszeel az ANSYS szoftve felhasználásával, majd végül hasonlítsuk össze a kétféle számítás eedményét! A lemez anyaga lineáisan ugalmas, homogén és izotop.. ába. Fuatos lemez x iányú nomális és minden peemen tangenciális iányú teheléssel.. Analitikus megoldás A. fejezetben levezettük a síkfeladatok alapegyenletét hengekoodináta-endszeben (ld. (.7) egyenlet): χ = χ = + + = 0 + + χ, (.) ami egy paciális diffeenciálegyenlet, melyhez dinamikai (feszültségmezőe vonatkozó) peemfeltételek is tatoznak. Tehát egy peeméték-feladatot kell megoldanunk. A feszültségek a következő képletek segítségével fejezhetők ki (ld.. fejezet): χ χ = +, χ χ =, τ =. (.) A megoldáshoz a Fouie-féle módszet alkalmazzuk, azaz feltételezzük, hogy a megoldásfüggvény szétválasztható a változók szeint []: i= χ (, = R i ( ) Φ (. (.3) Ezt visszatéve a (.) alapegyenletbe kapjuk a következőt: i www.tankonyvta.hu D. Szekényes Andás, BME

Alfejezetcím 3 d d d dr d d II d dr IV ( ) ( ) Φ + ( R) Φ + ( ) Φ + Φ = 0 R. 3 d d d d d d d d (.) Az változó szeinti megoldást hatványfüggvény fomájában keessük: n R ( ) =. (.5) Ezt a megoldást visszatéve a (.) egyenletbe a következőt kapjuk: II IV n ( n ) Φ + [( n ) + n ] Φ + Φ = 0. (.6) a. Tételezzük fel, hogy: II IV Φ = Φ, (.7) ami csak úgy lehetséges, ha Φ konstans és lineáis tagok kombinációja: Φ ( = C + C, (.8) ahol C és C konstansok. A (.6) képlet ekko a következőe módosul: n ( n ) Φ = 0, (.9) ami akko teljesül, ha n = 0 vagy, viszont mindkét gyök kettős gyök a második hatvány miatt. A megoldandó diffeenciálegyenlet ekko (.) alapján: d d d dr ( ) ( ) = 0. d d d d (.0) Integáljuk az egyenletet szeint: d d dr ( ) c d = d d. (.) Osszuk el az egyenletet -el és ismét integáljuk szeint: d dr ( ) = c ln + c d d. (.) Most szoozzuk meg -el és hamadszo is integáljuk: dr = c ln d + c + c3 d. (.3) Paciálisan integálva a jobb oldal első tagját kapjuk, hogy: dr = c ( ln ) + c + c3. d (.) Az eedményt osszuk el -el és integáljuk negyedsze is: R ( ) = A + B ln + C ln + D, (.5) ahol A, B, C és D konstansok. Összefoglalva tehát az a. esetben az alapendsze elemei: {,ln, ln,} és {,ln, ln,}. (.6) Ezek a függvények azonban nem peiodikusak. Feltételezhető, hogy a megoldásfüggvény peiodikus, azaz tigonometikus függvényeket is tatalmaz. b. A páos deiváltak miatt tételezzük fel, hogy a megoldás tigonometikus függvények kombinációja: cos( i Φ( =, sin( i (.7) és így: II cos( i IV cos( i Φ ( = i, Φ ( = i. sin( i sin( i (.8) D. Szekényes Andás, BME www.tankonyvta.hu

Fuatos lemez analitikus és végeselem megoldása Ekko a (.6) egyenletből a következőt kapjuk: n ( n ) + i [( n ) + n ] + i = 0. (.9) Vizsgáljuk meg, hogy az i paaméte milyen étékeket vehet fel! A (.9) egyenlet egy másodfokú egyenlet i -e, melynek megoldásai: {[( n ) + n ] ± [( n ) n ]} i =, (.0) azaz: n i =. (.) (n ) Ha n =, akko mindkét esetben i = az eedmény, azaz n = esetén kettős gyökünk van. Az szeinti megoldás ekko R() =, és így az alapendsze függvényei: { cos, sin, cos, sin}. (.) A (.) képletből fejezzük ki ezek után az n étékét i függvényében: ± i n =. (.3) ± i + Vizsgáljuk meg, hogy mely esetekben léteznek kétszees gyökök! Ha i =, akko n =, -, 3,, tehát létezik egy kétszees gyök, az alapendsze elemei így R() = n alapján: 3 i = :,,, ln, (.) ahol az utolsó tag a kétszees gyök miatti negyedik, független tag. Ha i =, akko n =, -,, 0, tehát most nincs kétszees gyök, az alapendsze elemei tehát: i = :,,,. (.5) A (.3) képlet alapján belátható, hogy i > esetén má nem létezik kétszees gyök, azaz a megoldás i > esetén egyszeű szummázással felíható. Foglaljuk össze a megoldásfüggvényt []! χ(, = a + ( a + ( b + + i= i= + ( c 5 ( a ( b + a + b i + χ (,, 0 + a + b + a i i + c cos + c p i i i 6 0 + a3 + b3 i i + c ln + c 3 ln + a 3 3 + a + b + a + b i3 i3 + c 03 + i sin + ln )cos + ln )sin + + i + a + b + a i i 0 i i ln ) + ln + )cosi + )sin i + (.6) ahol az., 6. és 7. sook a nem peiodikus megoldások, a -5. sook a peiodikus megoldások i = és i =.. esetén. A 7. soban az n = esetén a kétszees gyök következtében jelentkező megoldáshoz tatozó hiányzó tagokat vettük figyelembe, végül pedig az utolsó tag a patikuláis megoldás függvénye. A (.6) képlet tulajdonképpen bámely síkfeladat www.tankonyvta.hu D. Szekényes Andás, BME

Alfejezetcím 5 esetén alkalmazható, abban az esetben, ha hengekoodináta-endszeben dolgozunk. Téjünk vissza ezek után a konkét feladathoz! A feszültségi tenzo egy, a fuattól megfelelően távol lévő pontban a következő: f t 0 = t 0 0. (.7) x, y, z 0 0 0 Tanszfomáljuk át a feszültségeket az - hengekoodináta-endszebe. A HKR bázisvektoai: = cos i + sin j és e = sin i + cos j. (.8) e A feszültségtanszfomációs összefüggés a adiális feszültsége: f t 0 c T = e e = [ c s 0] t 0 0 s = fc + cst, (.9) x, y, z 0 0 0 0 ahol c = cos és s = sin. Felhasználva, hogy cos = / (cos(+) és sin = cos sin, kapjuk, hogy: = f (cos + ) + t sin. (.30) A tangenciális iányú feszültség, valamint a csúsztató feszültség hasonlóan számítható ki: T = e e = f ( cos ) t sin, (.3) x, y, z T τ = e e = f sin + t cos. x, y, z Összehasonlítva a (.30)-(.3) képleteket az Aiy-féle feszültségfüggvénye kapott megoldással, a következő tagok maadnak (.6)-ból: χ(, = a + a ln + a + a ln + + ( a 0 + a 0 + a 3 03 + a )cos + + ( b + b + b3 + b )sin, amely összesen tizenkét konstans együtthatót tatalmaz. Vizsgáljuk meg előszö csak az első so tagjait! A feszültségkomponensek ekko -tól függetlenek, a (.) képletekből kapjuk: χ = = a0 + a03 + a0 (ln + ), (.33) χ = = a0 + a03 + a0 (ln + 3). τ = 0. Számítsuk ki az alakváltozási jellemzőket a Hooke-tövény alapján síkfeszültségi állapota a (.68) képletek alapján: Eε = ( ν ) = a0 ( + ν ) + a03 ( ν ) + a0 ( ν )ln + a0 ( 3ν ), (.3) 0 (.3) D. Szekényes Andás, BME www.tankonyvta.hu

6 Fuatos lemez analitikus és végeselem megoldása Eε = ( ν ) = a0 ( + ν ) + a03 ( ν ) + a0 ( ν ) ln + a0 (3 ν ). A fajlagos szögváltozás zéus. Az elmozdulásmező és az alakváltozási jellemzők kapcsolata (.66) alapján: u u ε =, ε =. (.35) Fejezzük ki az u adiális iányú elmozdulást mindkét képletből: u Eε d = E d = Eu = a0 ( + ν ) + a03 ( ν ) + a0 ( ν ) ln a0 ( + ν ), (.36) Eε = Eu = a0 ( + ν ) + a03 ( ν ) + a0 ( ν ) ln + a0 (3 ν ), amelyeket összehasonlítva látható, hogy az a 0 tag esetén inkompatibilis elmozdulásmezőt kaptunk. Ez az ellentmondás csak úgy oldható fel, ha: a 0 = 0. (.37) A többi tag esetén nem lép fel inkompatibilitási pobléma. Most számítsuk ki a feszültségeket, figyelembe véve a (.3) képlet összes tagját: χ χ = + = a0 + a03 + (a + 6a + a )cos (b + 6b + b )sin, (.38) χ = = a ( 6 ) cos ( 6 0 + a03 + a + a + b + b )sin, χ τ ( 3 )sin ( 3 = = a a a b b b ) cos, ahol észevehetjük, hogy az a 3 és b 3 tagok kiestek, amely matematikailag azzal magyaázható, hogy = esetén véges feszültséget kell kapnunk. A feszültségképletekben még mindig van nyolc ismeetlen konstans. Ez a nyolc konstans a feladat peemfeltételeiből má kiszámolható. Használjuk fel a (.30) és (.3) képleteket, amelyek a fuattól végtelen távolsága lévő pontokban adják meg a feszültségeket: = (, f + f cos + t sin = a03 a cos b sin, (.39) = (, f f cos t sin = a03 + a cos + b sin, amely alapján: a = 03 f, a f =, b = t. (.0) További öt ismeetlen konstans a dinamikai peemfeltételből számolható ki. Az = R helyen a fuat a szögkoodinátától függetlenül teheletlen, azaz: www.tankonyvta.hu D. Szekényes Andás, BME

Alfejezetcím 7 a0 + f = 0 f ( R, = 0 + 6a + a = 0, (.) R R t + 6b + b = 0 R R f 3a a = 0 R R τ ( R, = 0. t 3b b = 0 R R Az egyenletendsze megoldása: R R R R a0 = f, a = f, a = f, b = t, b = tr. (.) A konstansokat visszatéve a feszültségképletekbe kapjuk, hogy: ( f R f R R R R, = ( ) + ( + 3 )cos + t( + 3 )sin, (.3) ( f R f R R, = ( + ) ( + 3 )cos t( + 3 )sin, τ ( f R R R R, = ( + 3 )sin + t( + 3 ) cos. A feszültségmezőe kapott függvények ábázolásához végezzünk függvényvizsgálatot! I. = 90, ekko: f f ( R) = ( + ) + ( + 3) = 3 f, (.) f f ( R) = ( + / ) + ( + 3/6) = 39 /3 f =, f, f f ( R) = ( + /6) + ( + 3/ 56) = 53/ 56 f =, 037 f, ( R) = 0 - dinamikai peemfeltétel. II. = 0, cos( =, sin( = 0, azaz: ( f R f R R ) = ( ) + ( + 3 ), (.5) valamint, ha = R, akko () = 0, ami szintén dinamikai peemfeltétel. Keessük meg () szélsőétékét: d ( ) f R f R R = + ( + 3( ) ) = 0, (.6) 3 3 5 d = 0 amiből =, R. Ezt visszatéve, és kiszámítva a szélsőétéket: f f (, R) = ( ) + ( + 3 ) = 0, 07 f.,,, (.7) D. Szekényes Andás, BME www.tankonyvta.hu

8 Fuatos lemez analitikus és végeselem megoldása Számítsuk ki a zéushely koodinátáját is: R R R + + 3 = 0, (.8) amiből =, 5R. Végül pedig, ha, akko = f. III. A fuat keületén egytengelyű feszültségi állapot van a következők miatt: ( R, = 0 és τ ( R, = 0 a dinamikai peemfeltételek miatt, valamint: f f ( R, = + ( + 3)cos = f f cos, (.9) amelynek zéushelye az cos = 0 egyenletből: cos = / = 30. IV. Ha f = 0 és csak tangenciális t tehelés van, akko = R nél ( R, = τ ( R, = 0 és ( R, = t sin. Az eedményeket a. és.3 ábákon ábázoltuk. Megjegyezzük, hogy a fuatos lemez poblémáját komplex függvények segítségével is meg lehet oldani, ld. pl. [,3].. ába. Fuatos lemezben ébedő tangenciális feszültségek = 90 esetén és adiális iányú feszültségek = 0 esetén. www.tankonyvta.hu D. Szekényes Andás, BME

Alfejezetcím 9.3 ába. Fuatos lemez fuatában ébedő tangenciális feszültségek x iányú húzás esetén (a) és minden peemen működő tangenciális tehelés esetén (b).. Végeselem megoldás Oldjuk meg a. ábán látható véges befoglaló méetű fuatos lemez feladatot végeselem-módszeel! Készítsük el az ábán vázolt lemez végeselem modelljét, majd számítsuk ki a csomóponti elmozdulásokat és a feszültségeket! Rajzoljuk ki a nomál- és csúsztató feszültségek eloszlását a szimmetiavonalak mentén!. ába. Véges méetű fuatos lemez nomál és tangenciális iányú tehelés esetén. Adatok: A = 80 mm, R = 8 mm, f = MPa, t = MPa, E = 00 GPa, ν = 0,3, v = mm D. Szekényes Andás, BME www.tankonyvta.hu

0 Fuatos lemez analitikus és végeselem megoldása A végeselem megoldást ANSYS szoftveel mutatjuk be. Az egyes paancsok a bal oldali, illetve a felső, vízszintes menüből éhetők el []. A távolságokat [mm]-ben az eőt pedig [N]-ban adjuk meg. Feladat címének kiíása a képenyőe File menu / Change Title / Title: Fuatos lemez modellezese sikfeszultsegi allapotban - képenyő fissítése az egé gögőjével Analízis típusának megadása PREFERENCES STRUCTURAL Elemtípus kiválasztása csomópontos izopaametikus membánelem (PLANE) PREPROCESSOR / ELEMENT TYPES / ADD/EDIT/DELETE /ADD / SOLID / QUAD NODE / OK / PREPROCESSOR/ OPTIONS / ELEMENT BEHAVIOR K3 PLANE STRS W/THK / OK / CLOSE PREPROCESSOR / REAL CONSTANTS / ADD/EDIT/DELETE / ADD / OK / THK= / OK / CLOSE - a vastagság megadása Anyagjellemzők megadása PREPROCESSOR / MATERIAL PROPS / MATERIAL MODELS / STRUCTURAL / LINEAR / ELASTIC / ISOTROPIC / EX = 00e3, PRXY = 0.3 / OK Kilépés: Mateial menü / Exit A geometia elkészítése PREPROCESSOR / MODELING / CREATE / AREAS / RECTANGLES / BY CORNERS / WPX = 0, WPY = 0, WIDTH = 0, HEIGHT = 0 - a koodináták megadása a megnyíló ablakban A jobb oldali ikonok közül kattintsunk a 9., Fit View nevű nagyítóa, ezzel mindig az adott objektumhoz méetezzük a képenyőt. PREPROCESSOR / MODELING / CREATE / AREAS / RECTANGLES / BY CORNERS / WPX = 0, WPY = 0, WIDTH = 80, HEIGHT = 80 / APPLY Egy további négyzet elkészítése PREPROCESSOR / MODELING / CREATE / AREAS / RECTANGLES / BY CORNERS / WPX = 0, WPY = 0, WIDTH = 60, HEIGHT = 60 / OK Felületek átfedésének megszüntetése PREPROCESSOR / MODELING / OPERATE / BOOLEANS / OVERLAP / AREAS / PICK ALL Fuat elkészítése PREPROCESSOR / MODELING / CREATE / AREAS / CIRCLE / SOLID CIRCLE / WPX = 0, WPY = 0, RADIUS = 8 / OK www.tankonyvta.hu D. Szekényes Andás, BME

Alfejezetcím Fuat kivonása a kisebbik négyzetből PREPROCESSOR / MODELING / OPERATE / BOOLEANS / SUBTRACT / AREAS - a kisebbik négyzet kijelölése egéel / OK - a kö kijelölése egéel / OK A fuat negyedköívének felezése PREPROCESSOR / MODELING / OPERATE / BOOLEANS / DIVIDE / LINE W/OPTIONS / OK / - köív kijelölése / OK A fuat negyedköívének felezőpontja és a legkisebb négyszög sakának összekötése vonallal PREPROCESSOR / MODELING / CREATE / LINES / LINES / STRAIGHT LINE - pontok kijelölése egéel / OK A legkisebb felület felosztása a 5 -os vonallal PREPROCESSOR / MODELING / OPERATE / BOOLEANS / DIVIDE / AREA BY LINE - a legkisebb felület kijelölése / OK - A 5 -os vonal kijelölése / OK A felületek elkészítésének folyamatát mutatja a.5 ába..5 ába. Fuatos lemez geometiai modelljének elkészítése. Modell tüközése az x tengelye nézve PREPROCESSOR / MODELING / REFLECT / AREAS / PICK ALL / X-Z PLANE Y / OK Felületek egymáshoz agasztása PREPROCESSOR / MODELING / OPERATE / BOOLEANS / GLUE / AREAS / PICK ALL Hálózás Elemszám beállítása minden vonalon a.6 ába alapján PREPROCESSOR / MESHING / SIZE CNTRLS / MANUALSIZE / LINES / PICKED LINES / PICK / NO. OF ELEMENT DIVISIONS = a megfelelő szám beíása, a paancs ismétlése D. Szekényes Andás, BME www.tankonyvta.hu

Fuatos lemez analitikus és végeselem megoldása PREPROCESSOR / MESHING / MESH / AREAS / MAPPED / 3 OR SIDED / PICK ALL Plot menü / Multi-Plots - elemek, csomópontok megjelenítése.6 ába. Fuatos lemez végeselem modelljének észletei. Modell tüközése az y tengelye nézve PREPROCESSOR / MODELING / REFLECT / AREAS / PICK ALL / Y-Z PLANE X / OK Felületek egymáshoz agasztása PREPROCESSOR / MODELING / OPERATE / BOOLEANS / GLUE / AREAS / PICK ALL Átfedő csomópontok megszüntetése a függőleges szimmetiavonalon PREPROCESSOR / NUMBERING CTRLS / MERGE ITEMS / TOLER Range of coincidence = 0.05 / OK Tehelés megadása, tehelési esetek. eset: f = MPa megoszló eő x iányban Kinematikai kényszeek PREPROCESSOR / LOADS / DEFINE LOADS / APPLY / STUCTURAL / DISPLACEMENT / ON NODES - a függőleges szimmetiatengely legalsó csomópontjának kijelölése / OK / UX, UY / APPLY - a függőleges szimmetiatengely legfelső csomópontjának kijelölése / OK / UX / OK www.tankonyvta.hu D. Szekényes Andás, BME

Alfejezetcím 3 f = MPa megadása PREPROCESSOR / LOADS / DEFINE LOADS / APPLY / STUCTURAL / PRESSURE / ON LINES / - az x = 0 és -0 mm koodinátájú vonalak kijelölése egéel, intenzitás, VALUE Load PRES Value = - A tehelés beolvasása load step (LS) esetként PREPROCESSOR / LOADS / LOAD STEP OPTS / WRITE LS FILES / LSNUM = A tehelés és kinematikai kényszeek tölése PREPROCESSOR / LOADS / DEFINE LOADS / DELETE / STUCTURAL / PRESSURE / ON LINES / PICK ALL PREPROCESSOR / LOADS / DEFINE LOADS / DELETE / STUCTURAL / DISPLACEMENT / ON NODES / PICK ALL / ALL DOF / OK. eset: t = MPa tangenciálisam megoszló eő PREPROCESSOR / LOADS / DEFINE LOADS / APPLY / STUCTURAL / PRESSURE / ON ELEMENTS - box aktiválása, a jobb oldali, felső hosszabbik függőleges peemen az elemek kijelölése box-szal / OK LKEY =, VALUE LOAD PRES VALUE = / APPLY - box aktiválása, a jobb oldali, felső övidebbik függőleges peemen az elemek kijelölése box-szal / OK LKEY =, VALUE LOAD PRES VALUE = / APPLY - box aktiválása, a jobb oldali, alsó övidebbik függőleges peemen az elemek kijelölése box-szal / OK LKEY = 3, VALUE LOAD PRES VALUE = / APPLY - box aktiválása, a jobb oldali, alsó hosszabbik függőleges peemen az elemek kijelölése box-szal / OK LKEY = 3, VALUE LOAD PRES VALUE = / APPLY A tehelést a többi peemen ugyanígy elő kell íni.7a ába alapján, ahol minden peemvonala megadtuk az LKEY étékét, a tehelés pedig mindenhol egységnyi. Kinematikai kényszeek, ehhez létehozunk egy koodinátaendszet, ld..7b ába. PREPROCESSOR / MODELING / CREATE / KEYPOINT / IN ACTIVE CS / x = 0, y = 0, z = 0 / OK Wokplane menü / Local Coodinate Systems / Ceate Local CS / By 3 Keypoints + - az x = 0 mm, y = 0 mm koodinátájú pont kijelölése - az x = 0, y = 0 koodinátájú pont kijelölése - az x = -0 mm, y = 0 mm koodinátájú pont kijelölése / OK D. Szekényes Andás, BME www.tankonyvta.hu

Fuatos lemez analitikus és végeselem megoldása.7 ába. Az LKEY paaméte megadása a fuatos lemez végeselem modelljének peemvonalain (a), a peemfeltételek megadása a fuatos lemez modelljének elfogatásával (b). Megjelenítés a -es számú koodinátaendszeben Wokplane menü / Change Display CS to / Specified Cood Sys / KCN = / OK (képenyő fissítése az egé gögőjével) PREPROCESSOR / LOADS / DEFINE LOADS / APPLY / STUCTURAL / DISPLACEMENT / ON NODES - az x = 0, y = 0 koodinátájú csomópont kijelölése / OK / UX, UY / APPLY - az x = 80 mm, y = 0 koodinátájú csomópont kijelölése / OK / UY / OK A tehelés beolvasása load step (LS) esetként PREPROCESSOR / LOADS / LOAD STEP OPTS / WRITE LS FILES / LSNUM = Megoldás SOLUTION / SOLVE / FROM LS FILES / SOLUTION IS DONE! Az aktív és megjelenítési koodinátaendsze beállítása Wokplane menü / Change Active CS to / Global Catesian Wokplane menü / Change Display CS to / Global Catesian (képenyő fissítése az egé gögőjével) Tehelési esetek létehozása, beolvasása és szozása GENERAL POSTPROC / LOAD CASE / CREATE LOAD CASE / Results fileból / OK LCNO =, LSTEP =, SBSTEP = Last / APPLY / OK LCNO =, LSTEP =, SBSTEP = Last / OK A tehelési esetek beolvasása www.tankonyvta.hu D. Szekényes Andás, BME

Alfejezetcím 5 GENERAL POSTPROC / LOAD CASE / READ LOAD CASE nomális tehe (f) GENERAL POSTPROC / LOAD CASE / READ LOAD CASE tangenciális tehe (t) Eedmények kiajzolása, listázása GENERAL POSTPROC / PLOT RESULTS / DEFORMED SHAPE / DEF + UNDEF EDGE kiválasztása / OK PlotCtls menü / Animate / Defomed Shape - animálás Elmozdulások, feszültségek, nyúlások színskálával, csomóponti mennyiségekkel GENERAL POSTPROC / PLOT RESULTS / CONTOUR PLOT / NODAL SOLU / NODAL SOLUTION: DOF SOLUTION: UX, UY, USUM STRESS: ELASTIC STRAIN: csomóponti megoldások elmozdulások megjelenítése színskálával nomál- és csúsztató feszültségek, főfeszültségek, egyenétékű feszültségek fajlagos nyúlások és szögváltozások, főnyúlások, egyenétékű nyúlás Feszültségek, nyúlások színskálával, eleme számolt mennyiségekkel GENERAL POSTPROC / PLOT RESULTS / CONTOUR PLOT / ELEMENT SOLU / ELEMENT SOLUTION: STRESS: ELASTIC STRAIN: eleme vonatkozó megoldások nomál- és csúsztató feszültségek, főfeszültségek, egyenétékű feszültségek fajlagos nyúlások és szögváltozások, főnyúlások, egyenétékű nyúlás Elmozdulások, feszültségek, nyúlások animálása PLOT CTRLS / ANIMATE / DEFORMED RESULTS... Kiválasztjuk az animálni kívánt mennyiséget (DOF Solution / Stess, stb.), majd megadjuk az animáláshoz használt keetek (Fames) számát és a késleltetési időt (Time delay). Az y-iányú feszültségek kialakulása az. ill.. tehelési lépésben a mellékelt animációkon látható (pt_anim_-0.avi, pt_anim_-0.avi). Az eedmények megjelenítése hengekoodináta-endszeben GENERAL POSTPROC / OPTIONS FOR OUTP / RSYS Results cood system / Global cylindical A feszültségeloszlásokat a.8 ába mutatja az x iányú egytengelyú húzás esetén. Mivel a modell szimmetikus, ezét csak az egyik felét mutatjuk meg. D. Szekényes Andás, BME www.tankonyvta.hu

6 Fuatos lemez analitikus és végeselem megoldása.8 ába. Fuatos lemez végeselem modelljében ébedő feszültségek [MPa]-ban, x (a) és y (b) az x-y koodinátaendszeben és (c) hengekoodináta-endszeben. Elmozdulások, feszültségek, nyúlások eloszlása kijelölt útvonal mentén GENERAL POSTPROC / PATH OPERATIONS / DEFINE PATH / BY NODES - a függőleges szimmetiatengely kezdő és végső csomópontjának kijelölése / OK / - Name: ST90 GENERAL POSTPROC / PATH OPERATIONS / MAP ONTO PATH - STRESS / X-DIRECTION, SX - az x iányú feszültség kiválasztása GENERAL POSTPROC / PATH OPERATIONS / PLOT PATH - az útvonal megjelenítése fehé vonallal GENERAL POSTPROC / PATH OPERATIONS / PLOT PATH ITEM / ON GRAPH - az eloszlás megjelenítése A diagam beállításainak megváltoztatása PlotCtls menü / Style / Gaphs / Modify Axes (A többi feszültségeloszlás kiajzolásához hasonlón kell eljáni) A feszültségeloszlásokat a. és.3 ábákhoz hasonlóan ábázoltuk a végeselem megoldás alapján is. Ezt mutatja a.9 és.0a ába. www.tankonyvta.hu D. Szekényes Andás, BME

Alfejezetcím 7.9 ába. Fuatos lemezben ébedő tangenciális feszültségek = 90 esetén és adiális iányú feszültségek = 0 esetén a végeselem megoldás szeint. A. tehelési esethez tatozó eedmények a fenti paancsok ismételt végehajtásával dolgozhatók fel. Az eedményeket listázni is lehet. Példaképpen nézzük meg a fuat keületén ébedő feszültségek listázását a t tangenciális tehelés esetén. A tehelési eset beolvasása GENERAL POSTPROC / LOAD CASE / READ LOAD CASE tangenciális tehe (t) Select menü / Entities / Lines / By Numpick / Fom Full / OK / - a fuat köíveinek kijelölése / OK Select menü / Entities / Nodes / Attached to / Lines, all / Reselect / OK / - a köívekhez kötött csomópontok automatikusan kijelölése keülnek Az eedmények megjelenítése hengekoodináta-endszeben GENERAL POSTPROC / OPTIONS FOR OUTP / RSYS Results cood system / Global cylindical Eedmények listázása List menü / Results / Nodal solution / DOF solution / komponens megadása / Stess / komponens megadása, SX =, SY =, SXY = τ / Elastic stain / komponens megadása / Element solution eleme vonatkozó megoldások / Reaction solution eakciók listázása A tangenciálisan tehelt fuatos lemez fuatának keületén ébedő tangenciális feszültség eloszlását mutatja a.0b ába. D. Szekényes Andás, BME www.tankonyvta.hu

8 Fuatos lemez analitikus és végeselem megoldása.0 ába. Fuatos lemez fuatában ébedő tangenciális feszültségek x iányú húzás esetén (a) és minden peemen működő tangenciális tehelés esetén (b) a végeselem megoldás szeint. Eedmények leolvasása egéel GENERAL POSTPROC / QUERY RESULTS / SUBGRID SOLU komponens kiválasztása Külön ablakban GENERAL POSTPROC / RESULTS VIEWER komponens kiválasztása.3 Az analitikus és végeselem megoldások összehasonlítása A kétféle számítás eedményei a feszültségeloszlások alapján jól egyeznek. A. ábán látható analitikus eedmények a.9 ábán bemutatott végeselem számítás eedményeivel összehasonlítva igen kis eltéések jelentkeznek a feszültségeloszlásokban. A adiális iányú feszültség az analitikus számítás szeint előjelet vált =, 5R -nél (ld.. ába). A végeselem modell szeint azonban nincs előjelváltás (ld..9 ába), ami azzal magyaázható, hogy a végeselem háló nem elég sűű ezen a észen. A fuat keületén ébedő, kétféle számítás alapján kapott feszültségeket a.3 és.9 ábák mutatják. Az eloszlások göbéinek zéushelyei mind az analitikus, mind a végeselem számítás szeint egyeznek. A feszültségek minimuma és maximuma tekintetében vannak eltéések, ezek azonban nem jelentősek.. Bibliogáfia [] Vöös Gábo, Alkalmazott mechanika előadások, 978 I. félév. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Gépészménöki Ka, Műszaki Mechanikai Tanszék. [] L.P Kollá, G.S. Spinge, Mechanics of composite stuctues, Cambidge Univesity Pess 003, Cambidge, New Yok, Melboune, Madid, Cape Town, Singapoe Sao Pãolo. www.tankonyvta.hu D. Szekényes Andás, BME

Alfejezetcím 9 [] Kozmann Gyögy, Változó keesztmetszetű udak sziládságtana, Ménöki Továbbképző Intézet 953-5 évi előadássoozatából: 707, 95, kéziat. [] ANSYS Documentation. http://www.ansys.com/sevices/ss-documentation.asp. D. Szekényes Andás, BME www.tankonyvta.hu