Fidesys: Анализ потери устойчивости стержня под действием сжимающей силы - объемная постановка

05/2022

Сначала необходимо создать модель. Поскольку мы решаем задачу в объемной постановке, то необходимо зайти в "Геометрия"-"Объем"-"Создать" и выбрать параллелепипед. Задаем ему геометрические размеры и нажимаем "применить".

Fidesys: Анализ потери устойчивости стержня под действием сжимающей силы - объемная постановка

Чтобы приложить сжимающую силу четко в центр, рассечем дважды наш параллелепипед, чтобы образовалась центральная точка. Для этого в меню "Объем" нужно перейти в "Разрез", выбрать "координатную плоскость" и оси самой плоскости, а также не забыть поставить галочку в поле "Срастить", чтобы результаты обрезки стали единым совместным объектом и сетка могла строится также совместной. В противном случае результаты обрезки будут отдельными телами и сетка на них не будет связана.

После того как мы все выбрали можно нажать "Предпросмотр", чтобы увидеть как плоскость будет сечь наш объем. Если все ОК, то приступаем к резке.

Fidesys: Анализ потери устойчивости стержня под действием сжимающей силы - объемная постановка

Нажимаем кнопку "Применить" и наш объем разрезается.

Fidesys: Анализ потери устойчивости стержня под действием сжимающей силы - объемная постановка

Далее повторяем процедуру, но уже для двух новообразовавшихся объемов. Не забываем сменить плоскость сечения и посмотреть.

Fidesys: Анализ потери устойчивости стержня под действием сжимающей силы - объемная постановка

Если все ОК, то нажимаем "Применить" и режем.

Fidesys: Анализ потери устойчивости стержня под действием сжимающей силы - объемная постановка

Далее нам необходимо создать сетку. Сетку не обязательно создавать именно на данном этапе, но мы создадим сейчас.

Для создания сетки переходим в меню "Сетка"-"Объемная"-"Интервалы", выбираем объекты (в нашем случае выберем все через "all"), ползунком выставляем густоту и кликаем мышкой в пустое место, чтобы отработал скрипт предпросмотра разбиения.

Fidesys: Анализ потери устойчивости стержня под действием сжимающей силы - объемная постановка

Если густота нас устраивает, то нажимаем "Задать размер" и "Применить" (или сразу "Применить"). В итоге получим построенную сетку.

Fidesys: Анализ потери устойчивости стержня под действием сжимающей силы - объемная постановка

Далее зададим материал. Для этого переходим в "Материал"-"Управление материалами". Откроется панель материалов. Указываем имя нового материала и нажимаем "Enter".

Fidesys: Анализ потери устойчивости стержня под действием сжимающей силы - объемная постановка

После того как мы ввели имя и материал создался, необходимо "схватить" нажатием левой кнопки мыши "Материал Гука" и перетащить в поле свойств материала.

Fidesys: Анализ потери устойчивости стержня под действием сжимающей силы - объемная постановка

Затем надо задать значения выбранных свойств. В качестве разделителя десятичных знаков используется точка. После задания данных нажимаем "Применить", а затем крестик.

Fidesys: Анализ потери устойчивости стержня под действием сжимающей силы - объемная постановка

Следующим этапом необходимо создать "Блок" с набором объектов (в нашем случае наших объемов) для задания им свойств. Для этого перемещаемся в меню "Блоки"-"Блок"-"Добавить сущность в блок". Можно ввести номер и имя блока, но это не обязательно. Если эти поля не заполнить, то система сама присвоит им значения по умолчанию.

Fidesys: Анализ потери устойчивости стержня под действием сжимающей силы - объемная постановка

Далее необходимо задать уже непосредственно свойства блока. Выбираем наш блок по имени или выписываем его номер "1", затем выбираем материал, если он не выбрался автоматически, выбираем категорию "объемное тело" и порядок элементов, в нашем случае "1" - это 8-узловой гексаэдр. Можно выбрать "2" порядок - это будет 20-узловой гексаэдр - с промежуточными узлами, который дает бОльшую точность результатов, но требует больше памяти при расчете. После того как все поля заполнены нажимаем "Применить".

Fidesys: Анализ потери устойчивости стержня под действием сжимающей силы - объемная постановка

Затем переходим к заданию граничных условий. Переходим в меню "Граничные условия"-"Точечная сила"-"Создать". Выбираем объект "вершина", кликаем мышкой в поле "ID объектов", чтобы активировать его, а затем кликаем на центральную вершину верхнего края стержня. Затем задаем значение силы "1" и направление "0 0 -1", что означает отрицательное направление по оси Z. Затем нажимаем "Применить".

Fidesys: Анализ потери устойчивости стержня под действием сжимающей силы - объемная постановка

Далее переходим к созданию "заделки". Для этого идем в меню "Граничные условия"-"Перемещение"-"Создать", затем выбираем сущность "Поверхность", кликаем в поле "ID объектов", затем, зажав "ctrl", "прокликиваем" нужные плоскости. Далее ставим галочку в поле степеней свободы "Все", затем нажимаем "Применить".

Fidesys: Анализ потери устойчивости стержня под действием сжимающей силы - объемная постановка

В дереве можно посмотреть данные по созданным блокам и граничным условиям.

Fidesys: Анализ потери устойчивости стержня под действием сжимающей силы - объемная постановка

Следующим этапом мы переходим к заданию параметров решателя и запуску на решение. Переходим в меню "Настройки расчета"-"Потеря устойчивости"-"Общие", где задаем нужное число форм потери устойчивости (в нашем примере выберем 3), затем нажимаем "Применить" и "Начать расчет".

Fidesys: Анализ потери устойчивости стержня под действием сжимающей силы - объемная постановка

В открывшемся окне задаем название файла результатов и нажимаем "Сохранить".

Fidesys: Анализ потери устойчивости стержня под действием сжимающей силы - объемная постановка

После того как расчет завершится программа выдаст список множителей нагрузки - тех значений на которые нужно умножить заданную нами нагрузку (в примере равную 1), чтобы произошла потеря устойчивости.

Следующим шагом посмотрим результаты расчетов в постпроцессоре. Для перехода в постпроцессор переходим в меню "Результаты" и нажимаем "Открыть результат", после чего откроется постпроцессор.

Fidesys: Анализ потери устойчивости стержня под действием сжимающей силы - объемная постановка

В постпроцессоре мы сможем посмотреть помимо цветовых распределений перемещений под нагрузкой еще и визуализацию форм потери устойчивости. Для этого нажимаем на иконку с изогнутым прямоугольником - "деформировать по вектору".

Fidesys: Анализ потери устойчивости стержня под действием сжимающей силы - объемная постановка

В открывшемся снизу окне выбираем интересующую нас форму - моду, задаем масштаб отображения деформированного состояния и нажимаем "Применить".

Fidesys: Анализ потери устойчивости стержня под действием сжимающей силы - объемная постановка

Так будет выглядеть выбранная нами визуализация формы потери устойчивости.

Fidesys: Анализ потери устойчивости стержня под действием сжимающей силы - объемная постановка