ние слоев, для которых расположение узлов на верхней или нижней поверхности предпочтительнее.

Имеется также возможность создания двух элементов, имеющих одинаковые узлы, но различное значение признака KEYOPT(ll).

Признак KEYOPT(IO) служит для управления критериями разрушения. Выбор критериев ошибок основан на применении команды ТВ. Возможно применение от трех предварительно определенных критериев до шести, введенных пользователем при помощи подпрограмм пользователя. Критерии разрушения также могут быть определены в постпроцессоре POST1 путем применения команды FC. Все ссылки на критерии разрушения как части выходных данных элемента основаны на аргументах команды ТВ.

Список исходных данных элемента

Узлы-IJ, К, L, M,N, О, Р.

Степени свобод - UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ. Геометрические характеристики:

- NL - номер слоя (максимум 100);

- LSYM - признак симметричности слоя;

- (пробел) - 3 раза;

- ADMSUA - добавленная масса, отнесенная на единицу поверхности;

- (пробел) - 6 раз;

- МАТ - номер материала для слоя № 1;

- ТНЕТА - поворот оси X свойств материала для слоя № 1;

- ТК(1) - толщина слоя № 1 в узле I;

- TKQ) - толщина слоя № 1 в узле J;

- ТК(К) - толщина слоя № 1 в узле К;

- TK(L) - толщина слоя № 1 в узле L.

Далее указываются значения МАТ, ТНЕТА TK(I), TK(J), ТК(К) и TK(L) для каждого следующего слоя (вплоть до слоя с номером NL).

Свойства материала - EX, EY, EZ, ALPX, ALPY, ALPZ (или СТЕХ, CTEY, CTEZ или THSX, THSY, THSZ), (PRXY, PRYZ, PRXZ или NUXY, NUYZ, NUXZ), DENS, GXY, GYZ, GXZ для слоя 1 и т. д. до слоя с номером NL (максимальное число свойств материала 13*NL); свойства DAMP и REFT указываются только один раз для всего элемента (для указания этих свойств используется команда МАТ).

Нагрузки, прикладываемые к поверхности элемента:

- давление - грань 1 (I-J-K-L) (низ, в направлении +Z); грань 2 (I-J-K-L) (верх, в направлении -Z); грань 3 Q-I); грань 4 (K-J); грань 5 (L-K); грань 6 (I-L).

Объемные нагрузки:

Специальные возможности:

- пластичность;

- изменение жесткости при приложении нагрузки;

- большие перемещения;

- большие деформации;

- адаптивный спуск.

KEYOPT(l) - максимальное число слоев, данные для которых сохраняются в файлах .ESAV и .OSAV; по умолчанию 16; первая геометрическая характеристика (NL) не должна быть больше, чем указываемое через данный признак значение; максимальное число слоев не может быть больше 100.

KEYOPT(4) - признак системы координат элемента:

- 0 - для определения элементной системы координат пользовательские подпрограммы не применяются;

- 4 - ось X системы координат элемента определяется подпрограммой пользователя USERAN;

- 5 - ось X системы координат элемента определяется подпрограммой пользователя USERAN, ось X системы координат слоя определяется подпрограммой пользователя USANLY (информацию о подпрограммах пользователя см. в Руководстве по объектам, программируемым пользователем ).

KEYOPT(5) - признак вывода информации для слоя:

- 0 - усредненные результаты выводятся для грани слоя, наиболее удаленной от плоскости, в которой лежат узлы элемента;

- 1 - усредненные результаты выводятся посередине слоя;

- 2 - усредненные результаты выводятся на верхней и нижней поверхностях слоя;

- 3 - результаты, включая критерии разрушения, выводятся на верхней и нижней поверхностях слоя, в четырех точках интегрирования и усредненные;

- 4 - результаты выводятся на верхней и нижней поверхностях слоя, в четырех точках интегрирования и усредненные.

KEYOPT(6) - признак вывода межслойных касательных напряжений:

- 0 - сдвиговые напряжения между слоями не выводятся;

- 1 - сдвиговые напряжения между слоями выводятся.

KEYOPT(8) - признак сохранения данных для слоя:

- 0 - сохраняются данные для нижней грани нижнего слоя и верхней грани верхнего слоя;

- 1 - сохраняются данные для всех слоев. {Предупреждение. Объем результатов может быть непредсказуемо велик.)

KEYOPT(9) - признак использования трехслойной оболочки:

- 0 - опция трехслойной оболочки не используется;

- 1 - опция трехслойной оболочки используется.

- О - выводится обзор максимума из всех критериев разрушения;

- 1 - выводится обзор всех критериев разрушения.

KEYOPT(ll) - признак геометрического смещения узлов:

- 0 - узлы располагаются на средней поверхности элемента;

- 1 - узлы располагаются на нижней поверхности элемента;

- 2 - узлы располагаются на верхней поверхности элемента.

Расчетные данные элемента

Выходная расчетная информация, связанная с элементом, разделена на два вида:

- узловые объекты, такие как узловые перемещения, включены в полное узловое решение;

- дополнительные элементные объекты, перечисленные в табл. 2.49.

Направления элементных напряжений соответствуют направлениям осей системы координат слоев.

Допустимо применение разных вариантов вывода результатов по слоям (KEYOPT(5)). При выводе результатов в точках интегрирования точка 1 расположена ближе всего к узлу I, точка 2 - к узлу J, точка 3 - к узлу К и точка 4 -к узлу L. Критерии разрушения вычисляются только в точках интегрирования. После вывода результатов для слоя в результаты заносятся значения усилий, действующих в плоскости элемента, и моменты. Усилия и моменты определяются для единичной длины в системе координат элемента и складываются по всем слоям элемента. Признак KEYOPT(8) предназначен для контроля количества выходной информации в файле результатов для просмотра в постпроцессоре при помощи команды LAYER.

Таблица 2.49. Описание расчетных данных элемента SHELL91

Таблица 2.49. Описание расчетных данных элемента SHELL91 (продолжение)

Объект Определение

NL: SEPL XC, YC, ZC FC1,...,FC6, FCMAX

VALUE

EPELF (X, Y, Z, XY, YZ, XZ)

SF (X, Y, Z, XY, YZ, XZ)

LAYERS ILSXZ ILSYZ ILANG

ILSUM LN1, LN2

ILMAX

T(X,Y,XY)

M(X,Y,XY)

N(X,Y)

Эквивалентное напряжение по диаграмме деформирования Координата слоя в глобальной системе координат

Значение критерия разрушения и максимум в каждой из точек интегрирования, выводятся только при KEYOPT(5) = 3 Номер критерия разрушения (FC1 - FC6, FCMAX)

Максимальное значение для данного критерия разрушения, если таковое превосходит 9999.999, указывается 9999.999 Номер слоя, в котором достигнут максимум

Упругие деформации в локальной системе координат слоя, вызвавшие

максимальное значение критерия разрушения в элементе

Напряжения в локальной системе координат слоя, вызвавшие максимальное

значение критерия разрушения в элементе

Расположение стыка слоев

Сдвиговое напряжение SXZ

Сдвиговое напряжение SYZ

Угол направления вектора касательных напряжений (измеряется от оси X системы координат элемента в направлении оси Y системы координат элемента) в градусах

Векторная сумма касательных напряжений

Номера слоев, между которыми находится стык с максимальными касательными напряжениями (ILMAX)

Максимальное касательное напряжение между слоями (достигаемое между LN1 и LN2)

Усилия, действующие в плоскости элемента (в системе координат элемента) на единицу длины

Моменты, действующие в плоскости элемента (в системе координат элемента) на единицу длины Перерезывающие силы

2.10.50. SOLID92 - элемент объемных (3D) задач МДТТ с десятью узлами (тетраэдр)

Описание элемента

Элемент SOLID92 является квадратичным элементом (II порядка), пригодным для моделирования нерегулярных сеток (создаваемых при импорте геометрической информации из различных комплексов CAD). Элементом - гексаэдром с двадцатью узлами является элемент SOLID95.

Элемент определяется десятью узлами, имеющими три степени свободы в каждом узле: перемещения в направлении осей X, Y и Z узловой системы координат. Элемент имеет свойства пластичности, ползучести, радиационного набухания, изменения жесткости при приложении нагрузок, больших перемещений и больших деформаций.

Рис. 2.50. Геометрия элемента SOLID92

Помимо узлов, элемент определяется свойствами ортотропного материала. Направления осей ортотропного материала соответствуют направлениям системы координат элемента.

Список исходных данных элемента

Узлы - I, J, К, L, М, N, О, Р, Q, R. Степени свободы - UX, UY, UZ. Геометрические характеристики - нет.

Свойства материала - EX, EY, EZ, PRXY, PRYZ, PRXZ (или NUXY, NUYZ, NUXZ), ALPX, ALPY, ALPZ (или СТЕХ, CTEY, CTEZ или THSX, THSY, THSZ), DENS, GXY, GYZ, GXZ, DAMP.

Нагрузки, прикладываемые к поверхности элемента:

- давление - на грани 1 (J-I-K), грани 2 (I-J-L), грани 3 (J-K-L), грани 4 (K-I-L).

Объемные нагрузки:

- температуры - T(I), T(J), Т(К), T(L), Т(М), T(N), Т(О), Т(Р), T(Q), T(R);

- поток частиц - FL(I), FL(J), FL(K), FL(L), FL(M), FL(N), FL(O), FL(P), FL(Q), FL(R).

Специальные возможности:

- пластичность;

- ползучесть;

- радиационное набухание;

- увеличение жесткости при наличии нагрузок;

- большие перемещения;

- большие деформации;

- рождение и смерть;

- адаптивный спуск;

- импорт начальных напряжений.

KEYOPT(5) - признак вывода внешних напряжений:

- О - вывод базовых объектов;

- 1 - повторение вывода базовых объектов для всех точек интегрирования;

- 2 - вывод узловых напряжений.

KEYOPT(6) - признак вывода информации на поверхностях:

- О - базовый вывод информации;

- 4 - вывод результатов на поверхностях с ненулевыми давлениями.

KEYOPT(9) - признак опции использования ввода начальных напряжений при помощи специальной подпрограммы (этот признак должен указываться непосредственно при помощи команды KEYOPT):

- О - подпрограмма пользователя для указания начальных напряжений не используется (и по умолчанию);

- 1 - ввод начальных напряжений проводится при помощи подпрограммы пользователя USTRESS (информацию о подпрограммах пользователя см. в Руководстве по объектам, программируемым пользователем ).

Расчетные данные элемента

Выходная расчетная информация, связанная с элементом, разделена на два вида:

- узловые объекты, такие как узловые перемещения, включены в полное узловое решение;

- дополнительные элементные объекты, перечисленные в табл. 2.50.

Направления напряжений в элементе параллельны осям системы координат элемента. Напряжения на поверхностях выводятся в системе координат поверхности и применимы для любой грани (KEYOPT(6)).

Таблица 2.50. Описание расчетных данных элемента SOLID92

2.10.51. SHELL93 - оболочка с восемью узлами

Описание элемента

Элемент SHELL93 обычно используется для моделирования искривленных оболочек. Элемент имеет шесть степеней свободы в каждом узле: перемещения в направлении осей X, Y и Z узловой системы координат и повороты вокруг осей X, Y и Z узловой системы координат. Вид перемещений является квадратичным в обоих направлениях в плоскости элемента. Элемент имеет свойства пластичности, изменения жесткости при приложении нагрузок, больших перемещений и больших деформаций.

Исходные данные элемента

Геометрия, расположение узлов и координатная система элемента показаны на рис. 2.51. Элемент определяется восемью узлами, четырьмя значениями толщины и свойствами ортотропного материала. Промежуточные узлы элемента не могут быть удалены. Треугольный элемент может быть создан путем указания одних и тех же значений координат для узлов К, L и О.

Направление ориентации ортотропного материала связано с системой координат элемента. Ось X системы координат элемента может быть повернута на угол ТНЕТА (в градусах) в направлении оси Y.

Элемент может иметь переменную толщину. Толщина предполагается гладко изменяющейся по площади элемента и указывается в четырех узлах. Толщина в промежуточных узлах равна среднему значению толщины в связанных с промежуточным угловых узлах. Если элемент имеет постоянную толщину, требуется указывать только значение ТК(1). Если толщина не является постоянной, ее

А

Опция треугольника

К, L, О

Рис. 2.51. Геометрия элемента SHELL93

значения указываются во всех четырех узлах. Если толщина конечного элемента оболочки больше удвоенного радиуса крутки оболочки, комплекс ANSYS производит сообщение об ошибке. Если толщина конечного элемента оболочки больше одной пятой радиуса кривизны оболочки и меньше удвоенного радиуса крутки оболочки, комплекс ANSYS производит сообщение о предупреждении. Значение ADMSUA является присоединенной на единицу площади массой.

Список исходных данных элемента

Узлы-IJ, К, L, M,N, О, Р.

Степени свобод - UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ. Геометрические характеристики:

- ТК(1) - толщина в узле I;

- TK(J) - толщина в узле J;

- ТК(К) - толщина в узле К;

- TK(L) - толщина в узле L;

- ТНЕТА - поворот оси X свойств материала;

- ADMSUA - добавленная масса, отнесенная на единицу поверхности.

Свойства материала - EX, EY, EZ, ALPX, ALPY, ALPZ, (PRXY, PRYZ, PRXZ или NUXY NUYZ, NUXZ), DENS, GXY, GYZ, GXZ, DAMP. Нагрузки, прикладываемые к поверхности элемента:

- давление - грань 1 (I-J-K-L) (низ, в направлении +Z); грань 2 (I-J-K-L) (верх, в направлении -Z); грань 3 Q-I); грань 4 (K-J); грань 5 (L-K); грань 6 (I-L).

Объемные нагрузки:

- температуры - Tl, Т2, ТЗ, Т4, Т5, Т6, Т7, Т8. Специальные возможности:

- большие деформации;

- рождение и смерть;

- адаптивный спуск.

KEYOPT(4) - признак системы координат элемента:

- О - пользовательская подпрограмма для определения системы координат элемента не применяется;

- 4 - ось X элемента определяется пользовательской подпрограммой USERAN (информацию о подпрограммах пользователя см. в Руководстве по объектам, программируемым пользователем ).

KEYOPT(5) - признак вывода результатов:

- О - базовая форма вывода результатов;

- 1 - повторение базовой формы вывода результатов во всех точках интегрирования и на нижней, средней и верхней поверхностях;

- 2 - вывод узловых результатов (информацию о подпрограммах пользователя см. в Руководстве по объектам, программируемым пользователем ).

KEYOPT(6) - признак вывода результатов нелинейных расчетов в точках интегрирования:

- О - базовая форма вывода результатов;

- 1 - вывод результатов нелинейных расчетов в точках интегрирования. Расчетные данные элемента

Выходная расчетная информация, связанная с элементом, разделена на два вида:

- узловые объекты, такие как узловые перемещения, включены в полное узловое решение;

- дополнительные элементные объекты, перечисленные в табл. 2.51. Выходные результаты включают момент относительно грани X (MX), момент

относительно грани Y (MY) и закручивающий момент (MXY). Моменты вычисляются для единичной длины в системе координат элемента. Направления элементных напряжений и усилий (NX, MX, ТХ и т. д.) параллельны системе координат элемента. Базовая форма вывода результатов включает результаты, вычисляемые в центре верхней грани IJKL, в центре тяжести и в центре нижней грани IJKL.

Таблица 2.51. Описание расчетных данных элемента SHELL93

2.10.52. SOLID95 - объемный (3D) элемент задач МДТТ с двадцатью узлами

Описание элемента

Элемент SOLID95 является квадратичной версией объемного (3D) элемента задач МДТТ SOLID45, имеющего восемь узлов. Элемент SOLID95 в состоянии использовать нерегулярную форму сетки без потери точности. Элемент SOLID95 имеет совместные формы перемещений и в состоянии описывать модели с искривленными границами.

Элемент определяется двадцатью узлами, имеющими три степени свободы в каждом узле: перемещения в направлении осей X, Y и Z узловой системы координат. Элемент может иметь произвольную ориентацию в пространстве. Элемент SOLID95 имеет свойства пластичности, ползучести, радиационного набухания, изменения жесткости при приложении нагрузок, больших перемещений и больших деформаций. Для контроля вывода данных имеются специальные опции.

Исходные данные элемента

Геометрия элемента, расположение узлов и система координат элемента показаны на рис. 2.52. Элемент призматической формы создается указанием идентичных номеров узлов К, L и S; А и В; О, Р и W. Элементы в форме тетраэдра и призмы также показаны на рис. 2.52. Аналогичным элементом тетраэдра с десятью узлами является элемент SOLID92.

Помимо узлов, элемент определяется свойствами ортотропного материала. Направления осей ортотропного материала соответствуют направлениям системы координат элемента.