Devecz János 2019.04.24
Tartalom 1. Kompresszor elrendezés áttekintése 2. Femap kezelőfelület áttekintése 3. Geometria importálása 4. Felhasználói koordinátarendszer definiálás 5. Anyagjellemzők megadása, hálózás 6. Terhelések megadása 7. Kényszerek definiálása 8. Analízis futtatása 9. Eredmények megjelenítése 2
1. Kompresszor elrendezés (3D) 6 4 5 2 1 (1) forgattyúsház (2) hajtórúd (3) forgattyús tengely (4) dugattyú (5) dugattyúcsapszeg (6) hengerfej a szelepekkel 3 3
1.1 Kompresszor elrendezési vázlat 6 4 5 2 1 (1) forgattyúsház (2) hajtórúd (3) forgattyús tengely (4) dugattyú (5) dugattyúcsapszeg (6) hengerfej a szelepekkel 3 4
1.2 Kompresszor főméretek (vázlat) d x 90 h l r k henger/dugattyú átmérő [mm] felső él távolság (90 ) [mm] dugattyú magasság [mm] hajtórúd hossz [mm] forgattyúsugár [mm] hajtórúd szög [ ] forgattyú szög [ ] talp támaszköz [mm] 5
1.3 Kompresszor erőhatások (vázlat) p 1, p 2 szívó-, nyomó nyomások [MPa] p= p effektív nyomás [MPa] T 1, T 2 hőmérsékletek [ C] F=p A dugattyú erő [N] F H, F N hajtórúd erő, normálerő [N] F at alternáló tömegerő [N] F ft forgó tömegerő [N] F hc hengerfej tömítőerő [N] F f1, F f2 fedélrögzítő-csavar erők [N] F c1, F c2 csapágyerők [N] F t1, F t2 talprögzítő-csavar erők [N] F m billentőnyomaték erőpár [N] behajtó nyomaték [Nmm] M be 6
1.4 Forgattyús tengely erőhatások (vázlat) M be F H F ft behajtó nyomaték [Nmm] hajtórúd erő [N] forgó tömegerő [N] 7
1.5 Forgattyús tengely kényszerek (vázlat) CR radiális elmozdulás letiltása CT tengelykörüli elfordulás letiltása TX X-tengely irányú elmozdulás letiltása 8
2. Femap kezelőfelület áttekintése Menüsor Eszköztárak Modell információ Oldalsó fülsor Globális origó Alsó fülsor Munkaterület Entitás editor Koordináta-rendszer Üzenet ablak Státuszsor 9
2.1 Femap beállítások: Preferences File -> Preferences... a Preferences menüpont alatt lehet beállítani a program alapvető működését, mint a geometriai kernel típusát, a geometriai skálafaktort, az anyagkönyvtárat (anyagjellemzők), stb. 10
2.2 Femap beállítások: Geometry/Model geometriai kernel típusának beállítása geometriai skálafaktor beállítása 11
2.3 Femap beállítások: Interfaces a megoldó interface típusának beállítása (NX Nastran) az alapértelmezett megoldó típus beállítása (Static) Femap munkakönyvtár beállítása 0: Rendszer alapértelmezett (nem javasolt opció) 1: Modell fájl könyvtár (lehetséges opció) 2: Megadott könyvtár (javasolt opció) [munkakönyvtár elérési útvonal kiválasztása] 12
2.4 Femap beállítások: Library/Startup az anyagkönyvtár beállítása (mat_eng_mm-n-tonne-degc-watts) a mértékegységek közötti káosz elkerülése érdekében fontos a megfelelő anyagkönyvtár beállítása 13
3. Geometria importálása Bevezetés A 3D-s geometriai modellt a legtöbb esetben külső CAD szoftverrel készítjük el, amelyet importálni kell a végeselemes programba. A Femap olvassa az ismertebb CAD szoftverek által támogatott formátumokat. A legtöbb interface verziófüggő (ha Femap interface verziója korábbi, mint a CAD szoftver interface verziója -> nincs beolvasás -> másik interface használata szükséges). A geometriai modell beolvasásának legbiztosabb módja a Femap natív parasolid formátumának (.x_t) használata, melyet szinte az összes CAD szoftver támogat. 14
3.1 Modell fájl beolvasása (1) File -> Import -> Geometry az importálás során elvégzendő tennivalók: a 3D-s geometriai modell kiválasztása a geometriai skálafaktor alkalmazása a beolvasott modell megjelenítése 15
3.1 Modell fájl beolvasása (2) a modell fájl: crankshaft.x_t [Megnyitás] 16
3.2 Geometria skálafaktor alkalmazása a geometriai méretek a parasolid kernelben [m]- ben értelmezettek, ezért ha a CAD modellben a méretek [mm]-ben vannak megadva, skálafaktort kell alkalmazni (1 m = 1000 mm) a skálafaktor beállítása: 1000 17
3.3 Az importált geometria megjelenítése [Isometric] [View Orient] a modell nézetei között a View Orient eszöztár segítségével lehet gyorsan váltani a megjelenített nézet: Isometric 18
4. Felhasználói koordinátarendszer készítés Bevezetés Rendszer szintű globális koordinátarendszerek (Basic Coordinate Systems): Derékszögű koordinátarendszer (Basic Rectangular) {X; Y; Z} Alapértelmezett (jobbsodrású) koordinátarendszer Henger-koordinátarendszer (Basic Cylindrical) {r; t; z} Tengelyirányok értelmezése (jobbsodrású): r (radiális), t (tangenciális), z (axiális) A henger- és a globális XYZ koordinátarendszer megfeleltetése: r X; t Y; z Z Gömbi-koordinátarendszer (Basic Spherical) {r; p; t} A tengelyirányok értelmezése (jobbsodrású): r (radiális), p (szög), t (tangenciális) A gömbi- és a globális XYZ koordinátarendszer megfeleltetése: r X; p Y; t Z Felhasználói koordináta rendszerek (User Coordinate Systems) 19
4.1 Koordinátarendszer parancs Model -> CSys... a forgattyús tengely forgástengelyének irányába mutató felhasználói henger-koordinátarendszer alkalmazásával a modell forgásszimmetrikus hálózására és a forgómozgásból adódó terhelés definiálására nyílik lehetőség amennyiben az alap henger-koordinátarendszer nem megfelelő a modell számára, új felhasználói henger-koordinátarendszert kell definiálni új felhasználói koordinátarendszert egy meglévő koordinátarendszer alapján, koordinátatranszformáció(k) megadásával hozunk létre 20
4.2 Új henger-koordinátarendszer definiálás (1) az új koordinátarendszer azonosítója (ID) az új koordinátarendszer nevének megadása: Title Henger-X (egyedi név) a referencia koordinátarendszer kiválasztása: [Basic Rectangular] (alap derékszögű) a definiálás módszerének kiválasztása: Method Angles (szögekkel megadva) az új koordinátarendszer típusának kiválasztása: Type Cylindrical (henger-koordinátarendszer) a befejezéshez: [OK] 21
4.2 Új henger-koordinátarendszer definiálás (2) az új henger-koordinátarendszer origójának megadása (a referencia koordinátarendszerben): X [0.] Y [0.] Z [0.] (origó [mm]-ben) tovább az elforgatás szögének definiáláshoz: [OK] az elforgatás szögének megadása (a referencia koordinátarendszerben): X [0.] Y [90.] Z [0.] (elforgatás [ ]-ban) tovább a befejezéséhet: [OK] kilépés a parancsból: [Cancel] 22
4.2 Új henger-koordinátarendszer definiálás (3) az ábrán sárga körrel jelölve a Henger-X (3) új felhasználói henger-koordinátarendszer látható (a definiált henger-koordinátarendszer z-tengelye egybeesik a forgattyús tengely forgástengelyével) 23
5. Anyagjellemzők megadása, hálózás Bevezetés A hálózás előtt az analízishez szükséges anyagjellemzőket meg kell adni. Ez elvégezhető az anyagkönyvtárból (megfelelő beállítás szükséges) történő kiválasztással vagy az értékek kézzel történő beírásával. Az analízishez elengedhetetlenül szükséges anyagjellemzők száma függ az analízis típusától. Elégtelen megadás esetén a megoldó hibaüzenetet ad. Statikus (lineárisan rugalmas) analízis esetében elegendő a rugalmassági modulus (E), a Poisson-tényező ( ) és a sűrűség ( ) értékeinek megadása. A végeselemes analízis eredményének pontossága függ az alkalmazott elem típusától és mérettől, ami külön vizsgálatot igényel (konvergencia)! 24
5.1 Anyagjellemzők megadása (1) Mesh -> Geometry -> Solids... a végeselemes analízishez először a 3D geometriai modellt diszkretizálni kell (hálózás) a hálózás előtt (ha korábban nem adtuk meg) az anyagjellemzőket kell megadni 25
5.1 Anyagjellemzők megadása (2) első lépésként az anyagjellemzőket kell megadni (kiválasztással vagy beírással) statikus tisztán rugalmas analízishez elegendő a Youngs Modulus, E (rugalmassági modulus) [MPa], a Poisson Ratio, (Poisson-tényező) [-] és a Mass Density, (sűrűség) [t/mm 3 ] megadása jelen esetben az anyagkönyvtárból választunk anyagot, az alapértelmezett anyagkönyvtár megnyitáshoz nyomjuk meg a [Load...] gombot (a File->Preferences menüpontban választhatjuk ki az alapértelmezett anyagkönyvtárat) 26
5.1 Anyagjellemzők megadása (3) (másik anyagkönyvtár megadásához nyomjuk meg a [Choose Library] gombot és válasszuk ki a megfelelő anyagkönyvtárat) (mindig győződjünk meg anyagjellemzők helyes mértékegységéről az aktuális anyagkönyvtárban) a forgattyús tengely anyagának válasszuk ki az anyagkönyvtárból: 4330 Alloy Steel, tempered, Ultra High Strength visszalépés az anyag megadáshoz: [OK] 27
5.1 Anyagjellemzők megadása (4) a választott anyag szükséges anyagjellemzői statikus analízishez (E,, ) (ellenőrizzük, hogy az anyagjellemzők a megfelelő mértékegységben vannak-e) továbblépés az automatikus hálózáshoz: [OK] 28
5.2 Hálózási paraméterek beállítása (1) válasszuk ki a korábban elkészített felhasználói henger-koordinátarendszert: Henger-X élközi csomópontok generálásának kikapcsolása 4-csomópontos tetra-elemek esetén: Midside Nodes (kikapcsolva) tovább az átlagos elemméret beállításához: [Update Mesh Sizing...] (elemméret megadása) 29
5.2 Hálózási paraméterek beállítása (2) elemtípus választás: Size For TetMeshing (tetra-elemek) átlagos elemhossz (gúla élhosszúság) megadása: Element Size 1.5 (mm) vissza az automatikus hálózáshoz: [OK] 30
5.2 Hálózási paraméterek beállítása (3) az ábra az egyes élek átlagos elemméret szerinti felosztását mutatja (az átlagos elemhossz méretének módosításához: [Update Mesh Sizing ], majd megadjuk az új átlagos elemméret az előző lépés szerint) tovább a hálózás befejezéséhez: [OK] 31
5.3 A behálózott modell (1) [Entity Display] az ábra az átlagos elemmérettel behálózott modellt mutatja (a 3D geometria is látható a behálózott végeselemes modell mögött ) az [Entity Display] eszköztáron kikapcsolható a [View Geometry Toggle] gombbal a 3D geometria, a [View Coordinate System Toggle] gombbal a felhasználói koordinátarendszer szimbólumának és [View Nodes Toggle] gombbal a csomópontok zöld szimbólumainak ( ) megjelenítése, amely visszakapcsolható a későbbiekben (ON/OFF) 32
5.3 A behálózott modell (2) az ábra a kész hálót mutatja (kikapcsolva a 3D geometria, a felhasználói koordinátarendszer és a csomópontok megjelenítése) 33
6. Terhelések megadása Bevezetés A terhelések meghatározásához általában előszámításokat kell végezni, amely során figyelembe kell venni a vizsgált modell és a vele kapcsolatban lévő elemek kölcsönhatását. Meg kell állapítani a terhelések hatásfelületét, a terhelés típusát (erő, nyomás, stb.), az irányát (komponensekkel vagy egységvektorral megadva) és nagyságát. A terhelések hatásfelületének kialakítását előzetesen el kell végezni figyelembe véve az egymással kapcsolódó alkatrészek közötti terhelésátadás mechanizmusát. Lehetőleg felületen ható terhelésekkel dolgozzunk (valóságban ez van)! 34
6.1 Terhelések a forgattyús tengelyen M be F H F ft = 1333500 [Nmm] = 38100 [N] (total) = 385 [N] (total) (nem vesszük figyelembe) 35
6.2 Terhelési adatkészlet definiálása (1) Model -> Load -> Create/Manage Set a terhelés(eke)t egy terhelési adatkészletben kell elhelyezni, amelyet létre kell hozni a Load Set Manager-ben 36
6.2 Terhelési adatkészlet definiálása (2) új terhelési adatkészlet létrehozása: [New Load Set ] az adatkészlet nevének megadása: Title: Terhelés vissza a Load Set Manager-hez: [OK] 37
6.2 Terhelési adatkészlet definiálása (3) [Model Info] kilépés a parancsból: [Done] a létrehozott Terhelés adatkészlet a Model Info struktúrában 38
6.3 Terhelések definiálása: hajtórúd erő (1) Model -> Load -> On Surface a terhelés(eke)t célszerű a geometriai felületen (On Surface) elhelyezni a korábbi geometriai előkészítésnek megfelelően (3D modell esetén lehetőleg kerülni kell a pontszerű és vonalmenti terheléseket) 39
6.3 Terhelések definiálása: hajtórúd erő (2) a forgattyúcsapon ébredő hajtórúd erő (F H ) a piros nyíllal jelölt kék kontúrral kiemelt (fél) hengerfelület kijelölése az aktuálisan kijelölt (sárga) felület(ek) a [Preview] gomb megnyomásával (ON/OFF) kiemelhető(k) továbblépés a terhelés megadásához: [OK] [Preview] 40
6.3 Terhelések definiálása: hajtórúd erő (3) megadjuk a terhelés nevét (opcionális): Title Hajtórúd erő kiválasztjuk a listából a terhelés típusát: [Bearing Force] kiválasztjuk a terhelés irányát: Direction Magnitude Only beírjuk az erő értékét (a megadott érték az összes kijelölt felületen hat): Magnitude 38100 (N) Load Angle 120 ( ) Total Load (kikapcsolva) tovább az irány megadáshoz: [OK] 41
6.3 Terhelések definiálása: hajtórúd erő (4) a hajtórúd erő irányának egységvektora: Base X [0.] Y [0.] Z [0.] Tip X [0.] Y [0.] Z [-1.] a [Preview] gomb megnyomásával a hajtórúd erő vektor irányát ellenőrizhetjük (sárga téglalappal keretezett fehér nyíl) terhelés definiálás befejezéshez: [OK] [Preview] 42
6.3 Terhelések definiálása: hajtórúd erő (5) [View Loads Toggle] [Model Info] a terhelések megjelenítésére szolgáló zöld ( ) szimbólumok (sárga körben) elrejthetők a [View] eszköztár [View Loads Toggle] gombjával (ON/OFF) a definiált terhelés megjelenik a Model Info fastruktúrában: Loads Terhelés Hajtórúd erő a parancs befejezése és kilépés: [Cancel] 43
6.4 Terhelések definiálása: behajtó nyomaték (1) Model -> Load -> On Surface a terhelés(eke)t célszerű a geometriai felületen (On Surface) elhelyezni a korábbi geometriai előkészítésnek megfelelően (3D modell esetén lehetőleg kerülni kell a pontszerű és vonalmenti terheléseket) 44
6.4 Terhelések definiálása: behajtó nyomaték (2) a behajtó tengelyvégen ébredő, a hajtórúd erő által kifejtett nyomatékkal ellentétes irányban ható csavarónyomaték (M be ) a piros nyíllal jelölt félhenger-felületek kijelölése az aktuálisan kijelölt (sárga) felület(ek) a [Preview] gomb megnyomásával (ON/OFF) kiemelhető(k) továbblépés a terhelés megadásához: [OK] [Preview] 45
6.4 Terhelések definiálása: behajtó nyomaték (3) megadjuk a terhelés nevét (opcionális): Title Behajtó nyomaték kiválasztjuk a listából a terhelés típusát: [Torque] kiválasztjuk a terhelés irányát: Direction Magnitude Only beírjuk a csavarónyomaték értékét (a megadott érték az összes kijelölt felületen hat): Magnitude 1333500 (Nmm) Total Load (bekapcsolva) tovább az irány megadáshoz: [OK] 46
6.4 Terhelések definiálása: behajtó nyomaték (4) a csavarónyomaték irányának egységvektora: Base X [0.] Y [0.] Z [0.] Tip X [1.] Y [0.] Z [0.] a [Preview] gomb megnyomásával a hajtórúd erő vektor irányát ellenőrizhetjük (sárga téglalappal keretezett fehér nyíl) terhelés definiálás befejezéshez: [OK] [Preview] 47
6.4 Terhelések definiálása: behajtó nyomaték (5) [View Loads Toggle] [Model Info] a terhelések megjelenítésére szolgáló zöld ( ) szimbólumok (sárga körben) elrejthetők a [View] eszköztár [View Loads Toggle] gombjával (ON/OFF) a definiált terhelés megjelenik a Model Info fastruktúrában: Loads Terhelés Behajtó nyomaték a parancs befejezése és kilépés: [Cancel] 48
6.5 Terhelések definiálása: forgómozgás (1) Model -> Load -> Body a teljes modellre ható terhelések (Body Loads) definiálásával figyelembe vehető hatások: egyenesvonalú gyorsulás (mm/s 2 ) változó egyenesvonalú gyorsulás (mm/s 2 ) forgó gyorsulás (radian/s 2 ) forgómozgás (fordulat/s) környezeti hőmérséklet ( C) 49
6.5 Terhelések definiálása: forgómozgás (2) a forgattyús tengely forgásából származó hatások figyelembe vétele (forgómozgás) a fordulatszám megadása: Rotational Velocity (revolutions/time) Activate (bekapcsolva) a fordulatszám értéke: Wx 36.667 (fordulat/s) (a forgás tengelye a globális X-tengely) a terhelés befejezéséhez: [OK] 50
6.5 Terhelések definiálása: forgómozgás (3) [View Loads Toggle] a globális koordinátarendszer ikonján az aktivált teljes testre ható terhelés (Body Loads) narancs ( ) szimbóluma látható a fordulatszám értékkel (sárga körben) 51
7. Kényszerek definiálása Bevezetés A végeselemes analízis a kis alakváltozásokat végző, lineárisan rugalmas anyagú szerkezeteknél egy lineáris egyenletrendszer megoldása, ami mindig megoldható, ha a szerkezet megtámasztása statikailag határozott vagy határozatlan. Ez azt jelenti, hogy a geometriai kényszerekkel lekötött szabadságfokok száma azonos, vagy több, mint a szerkezet merevtest szerű mozgásának szabadságfoka (6 db. szabadságfoka van: X, Y, Z tengely irányú elmozdulás és a tengelyek körüli elfordulás). A kényszerek definiálásakor a merevtest szerű mozgást akadályozzuk meg. Lehetőleg felületen ható kényszerekkel dolgozzunk (valóságban ez van)! 52
7.1 Kényszerek a forgattyús tengelyen A C B a kényszereket a piros körrel jelölt helyeken, a forgattyús tengely csapágycsap felületein (A, B) és a B-jelű csapágyváll felületén (C) definiáljuk az (A) csapágycsap hengeres felületein lekötjük a radiális irányú elmozdulást (CR) a (B) csapágycsap hengeres felületein lekötjük a radiális irányú elmozdulást (CR) és a tengely irányú elfordulást (CT) a (B) csapágyváll felületén (C) lekötjük az X irányú elmozdulást (TX) 53
7.2 Kényszer adatkészlet definiálása (1) Model -> Constraint -> Create/Manage Set a kényszer(eke)t egy kényszer adatkészletben kell elhelyezni, amelyet létre kell hozni a Constraint Set Manager-ben 54
7.2 Kényszer adatkészlet definiálása (2) új kényszer adatkészlet létrehozása: [New Constraint Set ] az adatkészlet nevének megadása: Title: Kényszer vissza a Constraint Set Manager-hez: [OK] 55
7.2 Kényszer adatkészlet definiálása (3) [Model Info] a létrehozott Kényszer adatkészlet megjelenik a Model Info struktúrában kilépés a parancsból: [Done] 56
7.3 Kényszer definiálása: A -csapágy (1) Model -> Constraint -> On Surface a kényszer(eke)t célszerű a geometriai felületen (On Surface) elhelyezni a korábbi geometriai előkészítésnek megfelelően (3D modell esetén lehetőleg kerülni kell a pontszerű és vonalmenti kényszereket) bizonyos esetekben a kényszerek értelmezése koordinátarendszer-függő (Arbitrary in CSys) 57
7.3 Kényszer definiálása: A -csapágy (2) A a forgattyús tengely (A) csapágycsap (fél) palástfelületein hat a kényszer (radiális elmozdulás) a piros nyíllal jelölt felületek kijelölése az aktuálisan kijelölt (sárga) felület(ek) a [Preview] gomb megnyomásával (ON/OFF) kiemelhető(k) továbblépés a kényszer megadásához: [OK] [Preview] 58
7.3 Kényszer definiálása: A -csapágy (3) megadjuk a kényszer nevét (opcionális): Title A-csapágy kiválasztjuk a megfelelő kényszer típusát: Advanced Types Cylinder/Hole Constrain Radial Growth (radiális irányú elmozdulás letiltása a hengeres felület henger-koordinátarendszerében, amely ilyenkor automatikusan létrejön) a kényszer definiálás befejezéshez: [OK] 59
7.3 Kényszer definiálása: A -csapágy (4) [View Loads Toggle] [Model Info] a kényszereket jelölő ciánkék ( ) szimbólumok (sárga körben) elrejthetők az eszköztáron a [View Loads Toggle] gombbal (ON/OFF) a definiált kényszer megjelenik a Model Info fastruktúrában: Constraints Kényszer A-csapágy a parancs befejezése és kilépés: [Cancel] 60
7.4 Kényszer definiálása: B -csapágy (1) Model -> Constraint -> On Surface a kényszer(eke)t célszerű a geometriai felületen (On Surface) elhelyezni a korábbi geometriai előkészítésnek megfelelően (3D modell esetén lehetőleg kerülni kell a pontszerű és vonalmenti kényszereket) bizonyos esetekben a kényszerek értelmezése koordinátarendszer-függő (Arbitrary in CSys) 61
7.4 Kényszer definiálása: B -csapágy (2) B a forgattyús tengely (B) csapágycsap (fél) palástfelületein hatnak a kényszerek (radiális elmozdulás és tengely körüli elfordulás) a piros nyíllal jelölt felületek kijelölése az aktuálisan kijelölt (sárga) felület(ek) a [Preview] gomb megnyomásával (ON/OFF) kiemelhető(k) továbblépés a kényszer megadásához: [OK] [Preview] 62
7.4 Kényszer definiálása: B -csapágy (3) megadjuk a kényszer nevét (opcionális): Title B-csapágy kiválasztjuk a megfelelő kényszer típusát: Advanced Types Cylinder/Hole Constrain Radial Growth Constrain Rotation around Axis (radiális irányú elmozdulás és tengely körüli elfordulás letiltása a hengeres felület hengerkoordinátarendszerében, amely ilyenkor automatikusan létrejön) a kényszer definiálás befejezéshez: [OK] 63
7.4 Kényszer definiálása: B -csapágy (4) [View Loads Toggle] [Model Info] a kényszereket jelölő ciánkék ( ) szimbólumok (sárga körben) elrejthetők az eszköztáron a [View Loads Toggle] gombbal (ON/OFF) a definiált kényszer megjelenik a Model Info fastruktúrában: Constraints Kényszer B-csapágy a parancs befejezése és kilépés: [Cancel] 64
7.5 Kényszer definiálása: Axiális (1) Model -> Constraint -> On Surface a kényszer(eke)t célszerű a geometriai felületen (On Surface) elhelyezni a korábbi geometriai előkészítésnek megfelelően (3D modell esetén lehetőleg kerülni kell a pontszerű és vonalmenti kényszereket) bizonyos esetekben a kényszerek értelmezése koordinátarendszer-függő (Arbitrary in CSys) 65
7.5 Kényszer definiálása: Axiális (2) a forgattyús tengely (B) csapágycsap vállfelületén (C) hat a kényszer (X-irányú elmozdulás) a piros nyíllal jelölt felület kijelölése az aktuálisan kijelölt (sárga) felület(ek) a [Preview] gomb megnyomásával (ON/OFF) kiemelhető(k) továbblépés a kényszer megadásához: [OK] C [Preview] 66
7.5 Kényszer definiálása: Axiális (3) megadjuk a kényszer nevét (opcionális): Title Axiális kiválasztjuk a megfelelő kényszer típusát: Advanced Types Arbitrary in CSys [Nodal Output CSys] TX TY TZ RX RY RZ (X tengely irányú elmozdulás letiltása) szükség esetén a koordinátarendszer kiválasztása (amelyikben értelmezzük) a kényszer definiálás befejezéshez: [OK] 67
7.5 Kényszer definiálása: Axiális (4) [View Loads Toggle] [Model Info] a kényszereket jelölő ciánkék ( ) szimbólumok (sárga körben) elrejthetők az eszköztáron a [View Loads Toggle] gombbal (ON/OFF) a definiált kényszer megjelenik a Model Info fastruktúrában: Constraints Kényszer Axiális a parancs befejezése és kilépés: [Cancel] 68
8. Analízis futtatása Bevezetés A végeselemes analízis futtatása előtt ellenőrizzük: a geometriai modell megfelelőségét a kontakt felületek definiálását (ha vannak) az anyag(ok) és tulajdonság(ok) definiálását és modellhez rendelését a háló méretének és minőségének megfelelőségét a terhelés(ek) definiálását és modellhez rendelését a kényszer(ek) definiálását és modellhez rendelését Az analízisnek megfelelő analízis típus kiválasztása (pl. statikus (lineárisan rugalmas), kihajlás, nemlineáris, stb.) 69
8.1 Analízis parancs Model -> Analysis az analízis parancs indítása 70
8.2 Új analízis definiálása új analízis létrehozása: [New ] az analízis elnevezése (opcionális): Analysis Set Title Forgattyús tengely Analysis Program [36..NX Nastran] (megoldó) Analysis Type [1..Static] (analízis típusa) továbblépés: [OK] 71
8.3 Analízis indítása a definiált analízis megjelenik az Analysis Set Manager-ben az analízis indítása: [Analyze] 72
8.4 Analízis monitor [Analysis Monitor] és [Model Info] az analízis folyamata az Analysis Monitor-ban nyomon követhető az analízis megjelenik a Model Info fastruktúrában az analízis befejezését az Analysis Monitor alján lévő [Load Results] gomb aktívvá válása jelzi (ne nyomjuk meg a gombot, mert az eredmények automatikusan betöltődnek) a futtatással kapcsolatos további információk is megjelennek az üzenet ablakban [Message] kilépés az Analysis Monitor-ból: [X] [Message] 73
9. Eredmények megjelenítése Bevezetés Az analízis különböző eredményeinek megjelenítése, mint: kontúr/metszet megjelenítés deformáció nagyítás (megjelenítéshez) beállítás deformálatlan/deformált alak megjelenítés animált kontúr megjelenítés csomóponti (kontúr) adat lekérdezés képernyőről A megjelenített képernyőképek a legnépszerűbb bitmap formátumban fájlba menthetők a dokumentáláshoz (File -> Picture -> Save ) 74
9.1 Eredmények megjelenítése parancs View -> Select a megjelenítendő eredmények kiválasztása parancs indítása 75
9.2 Deformált alak és kontúr megjelenítése (1) a deformált alak megjelenítése: Deformed Style Deform (kijelölni) a kontúr eredmény megjelenítése: Contour Style Contour (kijelölni) a deformált alak és a kontúr adatok beállítása: [Deformed and Contour Data ] 76
9.2 Deformált alak és kontúr megjelenítése (2) eredménykészlet kiválasztása: Output Set [1..NX Nastran Case 1] (megjelenítendő futtatási eredmények adatkészlete) deformált alak és kontúr kiválasztása: Output Vectors Deform [1..Total Translation] (deformált alak: a teljes elmozdulás) Contour [60031..Solid Von Mises Stress] (kontúr: a Von Mises-féle feszültség) a megjelenítendő kontúr további opciói: [Contour Options ] 77
9.2 Deformált alak és kontúr megjelenítése (3) a csomóponti eredmények megjelenítése: Contour Type Nodal (kijelölni) (a modellről közvetlenül lekérdezett eredmények a csomóponti adatokat fogják mutatni) vissza a deformált alak és a kontúr adatok beállításhoz: [OK] 78
9.2 Deformált alak és kontúr megjelenítése (4) a kiválasztott adatok elfogadása: [OK] 79
9.2 Deformált alak és kontúr megjelenítése (5) a kiválasztott eredmények megjelenítése: [OK] 80
9.3 A megjelenített Von Mises-féle feszültség a bal alsó sarokban a megjelenítésre kiválasztott adatok láthatók (a max. deformáció [mm]-ben): Output Set: NX Nastran Case 1 Deformed(#): Total Translation Nodal Contour: Solid Von Mises Stress jobb oldalt található a színekkel megjelenített Contour adatok színskálája, itt a Von Mises-féle feszültségek ([MPa]-ban) [Színskála] [Megjelenítésre kiválasztott adatok] 81
9.4 Elem-élek megjelenítésének be/kikapcsolása [View Style] [View Style] -> Filled Edges elem-élek megjelenítésének kikapcsolása a jobb láthatóság érdekében a [View] eszköztáron a [View Style] gombbal (ON/OFF) 82
9.5 Dinamikus metszősík definiálása (1) View -> Advanced Post -> Dynamic Cutting Plane dinamikus metszősík definiálása a metszeti megjelenítéshez 83
9.5 Dinamikus metszősík definiálása (2) a dinamikus metszősík kiválasztás megkezdéséhez nyomjuk meg a [Plane ] gombot a metszősík megadásához válasszuk a [Methods ^] gombot, majd a felugró menüből válasszuk a [Global Plane] opciót (a globális koordináta-síkok közül fogunk választani) 84
9.5 Dinamikus metszősík definiálása (3) megadjuk a metszősík egy pontját: Base X [30.] Y [0.] Z [0.] valamint kiválasztjuk a globális koordináta-síkot: Direction Negative YZ Plane (kijelölni) a kiválasztott metszősík a [Preview] gombbal megtekinthető (a fehér nyilak irányában történik az anyagelvétel) a metszősík kiválasztásához: [OK] 85
9.5 Dinamikus metszősík definiálása (4) a slider (csúszka) segítségével lépegethetünk a metszősíkkal (a Value mezőben adott pozícióba állíthatjuk a metszősíkot, a Delta mezőben pedig beállíthatjuk a slider lépésközét ) a végső pozíció legyen: Value -30. (beírni) a metszősík véglegesítéséhez: [OK] 86
9.6 Dinamikus metszősík megjelenítése View -> Select a megjelenítendő eredmények kiválasztása parancs indítása 87
9.7 Deformált alak és metszet megjelenítése a deformált alak megjelenítése: Deformed Style Deform (kijelölni) a kontúr eredmény megjelenítése: Contour Style Section Cut (kijelölni) a deformált alak és a metszet megjelenítése: [OK] 88
9.8 Deformált alak és metszet megjelenítése (1) az ábrán korábban beállított dinamikus metszősík szerinti metszet látható (Trimetric View) 89
9.8 Deformált alak és metszet megjelenítése (2) az ábrán korábban beállított dinamikus metszősík szerinti metszet látható (Left View) 90
9.9 További post-processing beállítások (1) [Post Options] [Post] a [Post] eszköztár [Post Options] menüben a megjelenítéssel kapcsolatos alapvető beállítások végezhetők el: deformált/deformálatlan alak megjelenítése deformáció felnagyítása megjelenítéshez animáció megjelenítése további megjelenítési beállítások 91
9.10 Aktuális deformáció megjelenítése [Post Option] a képernyőn a deformáció valódi méretben (1:1) történő megjelenítése a [Post Option] menüben állítható be 92
9.11 Deformáció nagyítás beállítása [Post Option] a képernyőn a deformáció nagyítás (X:1) beállítása (a jobb megjelenítés érdekében) az aktuális nagyítás értéke: Actual [10] (célszerű a képernyőn jól látható, de nem túlzott mértékű nagyítás beállítása) kilépés a parancsból: [OK] 93
9.12 Deformált/deformálatlan/animált nézet [Post] [Undeformed View] [Deformed View] [Animated View] a deformálatlan modell megjelenítése (0 deformáció megjelenítése) a deformált modell megjelenítése (a beállított deformáció nagyításnak megfelelően) az animált modell megjelenítése (a beállított animációs opcióknak megfelelően) 94
9.13 Animált megjelenítés beállítása az animáció során az eredmények 0-MAX értékek közötti fázisainak (Positive Only) megjelenítése az animáció a fel- és leterhelési fázisokat jeleníti meg (Load and Unload) 95
9.14 Eredmények lekérdezése a képernyőről (1) [Local Menu] a képernyő üres területén a jobb egérgombbal előhívott helyi menüben kapcsoljuk be a Show Tooltips opciót 96
9.14 Eredmények lekérdezése a képernyőről (2) [Select] a [Select] (kiválasztás) eszköztáron válasszuk a [Selector Entity] menüben a [Node] opciót a csomóponti kiválasztáshoz (az ikon megváltozik az eszköztáron) a [Select] (kiválasztás) eszköztáron válasszuk a [Selector Mode] menüben a [Front] opciót az előtérben lévő entitások kiválasztásához (az ikon megváltozik az eszöztáron) 97
9.14 Eredmények lekérdezése a képernyőről (3) a [Node] kiválasztás aktiválása után a képernyőn most már csak a csomópontok között tudunk lépkedni az egérkurzorral a kívánt csomópontban (pl. a piros nyíllal jelölt helyen) megállítva az egérkurzort (kb. 3 s-ig) az aktuális csomóponti adatok (deformáció, kontúradat) megjelennek a képernyőn (kb. 10 s-ig) 98
9.14 Eredmények lekérdezése a képernyőről (4) [Select] a csomóponti kiválasztás kikapcsolásához válasszuk a [Select] eszköztáron a [Selector Entity] menüben a [None] opciót a normál módú entitás kiválasztásához válasszuk a [Select] eszköztáron a [Selector Mode] menüben a [Normal] opciót 99
VÉGE 100
JÁRMŰELEMEK ÉS JÁRMŰ-SZERKEZETANALÍZIS Készítette: Devecz János mestertanár email: devecz@kge.bme.hu Tel.: +36-1-463-1111/5852 TANSZÉK H-1111 BUDAPEST, MŰEGYETEM RKP. 3 ST. ÉPÜLET 208/2 SZOBA TEL: +36-1-463-1739 WWW.JHT.BME.HU