Таблица 2.53. Описание расчетных данных элемента SHELL99

Определение

NODES

VOLU:

ТТОР, TBOT

ХС, YC, ZC

PRES

TEMP

XI, Yl, Zl

NUMBER

THETA

AVE THICK

ACC AVE THICK

AVE TEMP

NODE

S: X,Y,Z,XY,YZ,XZ EPEL: X,Y,Z,XY,YZ,XZ

EPEL: EQV

EPTH: X, Y, Z, XY, YZ, XZ EPTH: EQV

ЕРТО: X, Y, Z, XY, YZ, XZ EPTO: EQV FC1,...,FC6, FCMAX FC

VALUE LN

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)

MFOR(X, Y, Z) MMOM(X,Y, Z)

Номер элемента и название Узлы - I, J, К, L, М, N, О, Р Объем

Средняя температура на верхней и нижней гранях элемента Координаты центра тяжести элемента

Давление Р1 в узлах I, J, К, L; Р2 в I, J, К, L; РЗ в J, I; Р4 в К, J; Р5 в L, К; Р6 в I, L Температуры Т1, Т2, ТЗ, Т4, Т5, Т6, Т7, Т8 Номер точки интегрирования

Верх (ТОР), середина (MID) или низ (ВОТ) элемента

Координаты точки интегрирования в глобальной системе координат

Номер слоя

Номер материала слоя

Угол ориентации свойств материала для слоя Средняя толщина слоя

накопленная средняя толщина (для слоев с № 1 по текущий включительно) Средняя температура в слое

Верх (ТОР), середина (MID) или низ (ВОТ) слоя (см. КЕУОРТ(Э) для контроля опции)

Положение центра тяжести (при КЕУОРТ(б) = 3)

номер углового узла (при KEYOPT(6) = 4)

Номер точки интегрирования (при KEYOPT(6) = 2 или 5)

Напряжения (в локальной системе координат слоя)

Упругие деформации (в локальной системе координат слоя), суммарные

деформации при КЕУОРТ(2) = 2 или 3

Эквивалентные упругие деформации (в локальной системе координат слоя)12 Средние температурные деформации (в локальной системе координат слоя), суммарные деформации при KEYOPT(2) = 2 или 3

Эквивалентные температурные деформации (в локальной системе координат слоя)1121

Суммарные деформации (без учета температурных деформаций при KEYOPT(2) = 0 или 1) в локальной системе координат элемента Суммарная эквивалентная деформация (без учета температурных деформаций при KEYOPT(2) = 0 или 1) в локальной системе координат слоя Значение критерия разрушения и максимум в каждой из точек интегрирования, выводятся только при KEYOPT(6) = 5 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 текущего критерия для элемента

Напряжения (в локальной системе координат слоя), вызвавшие максимальное

значение текущего критерия для элемента

Расположение стыка слоев

Сдвиговое напряжение SXZ

Сдвиговое напряжение SYZ

Угол направления вектора касательных напряжений (измеряется от оси X системы координат элемента в направлении оси Yсистемы 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 LN1и 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

Компоненты усилий в каждом узле в системе координат элемента Компоненты моментов в каждом узле в системе координат элементв

Рис. 2.54. Геометрия элемента VISCO106

Список исходных данных элемента

Узлы - I, J, К, L. Степени свободы:

- UX, UY при KEYOPT(3) = 0;

- UX, UY, UZ при KEYOPT(3) = 1.

2.10.54. VISC0106 - двухмерный (2D) вязкоупругий элемент объемного НДС с четырьмя узлами

Описание элемента

Элемент VISCO106 используется для двухмерного (2D) моделирования объемных конструкций. Элемент может использоваться для моделирования плоского напряженного состояния или в виде осесимметричного элемента и определяется четырьмя узлами, имеющими по две степени свободы в каждом узле: перемещения в направлении осей X и Y узловой системы координат. Элемент предназначен для расчета задач с сохранением объема модели, не зависящих от скорости деформирования, и для расчета задач пластичности с большими деформациями, зависящими от скорости деформирования. В связи с существенно нелинейными свойствами элемента VISCO106 в расчете применяются итерации. Для обновления геометрии на каждом промежуточном шаге должна активизироваться опция больших перемешений (команда NLGEOM). Версией данного элемента с промежуточными узлами является элемент VISCO108.

Исходные данные элемента

Геометрия, расположение узлов и система координат элемента показаны на рис. 2.54. Исходные данные элемента включают четыре узла, а также линейные и нелинейные свойства материала.

Признаки KEYOPT(5) и KEYOPT(6) обеспечивают различные опции вывода информации.

Свойства материала - EX, PRXY (или NUXY), ALPX (или СТЕХ или THSX), DENS, DAMP.

Нагрузки, прикладываемые к поверхности элемента:

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

Объемные нагрузки:

- температуры - T(I), T(J), Т(К), T(L). Специальные возможности:

- пластичность, зависящая от скорости (ANAND);

- увеличение жесткости при наличии нагрузок;

- большие перемещения;

- большие деформации;

- адаптивный спуск.

KEYOPT(3) - признак напряженно-деформированного состояния:

- О, 2 - плоское деформированное состояние (деформация в направлении оси Z равна 0);

- 1 - осесимметричное НДС.

KEYOPT(5) - признак вывода внешних напряжений:

- 0 - вывод данных в центре тяжести элемента;

- 1 - вывод данных в центре тяжести элемента и во всех точках интегрирования;

- 2 - вывод данных в центре тяжести элемента и во всех точках интегрирования, а также значений переменных состояния и полной пластической работы.

KEYOPT(6) - признак вывода деформаций в точках интегрирования:

- 0 - деформации не выводятся;

- 1 - вывод полных деформаций в точках интегрирования. KEYOPT(7) - признак типа обновления напряжений:

- 0 - скалярное согласованное обновление напряжений;

- 1 - обновление напряжений по Эйлеру.

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. 2.54.

Таблица 2.54. Описание расчетных данных элемента VISCO106

Таблица 2.54. Описание расчетных данных элемента VISCO106

Определение

МАТ VOLU

CENT:X,Y, PSV, NL, EPTO

PRES

TEMP

S:X, X Z, XV, YZ, XZ S: 1, 2,3 S:INT S: EQV

EPEL:X,YZ, XV.YZ.XZ EPEL: EQV

EPTH:X, Y, Z, XY YZ, XZ EPTH:EQV

EPPL:X, Y, Z, XY YZ, XZ EPPL: EQV

EPTO.X.YZ, XYYZ.XZ

EPTO; EQV

NL.PSV

NLPLWK

Номер материала, используемого для элемента Объем элемента

Координаты X, Y в глобальной системе координат Давление Р1 в узлах J, I; Р2 в К, J; Р3 в L, К; Р4 в I, L Температуры - T(l), T(J), T(K), T(L)

Напряжения (для плоского деформированного состояния SYZ = SXZ = 0.0) Главные напряжения

Интенсивность напряжений (эквивалентное напряжение по Трескау и Сен-Венану)

Эквивалентное напряжение (по фон Мизесу)

Упругие деформации

Эквивалентная упругая деформация

Средние температурные деформации

Эквивалентная температурная деформация

Пластические деформации

Эквивалентныв пластические деформации

Полные деформации (EPEL + EPPL)

Полные эквивалентные деформации (EPEL+ EPPL)

Переменная пластического состояния

Работа пластических деформаций в единичном объеме

Тензор жесткого растяжения (X, Y, Z, XV, YZ, XZ)

2.10.55. VISCO107 - трехмерный (3D) вязкоупругий элемент объемного НДС с восемью узлами

Описание элемента

Элемент VISCO106 используется для трехмерного (3D) моделирования объемных конструкций. Элемент определяется восемью узлами, имеющими по три степени свободы в каждом узле: перемещения в направлении осей X, Y и Z узловой системы координат. Элемент предназначен для расчета задач с сохранением объема модели, не зависящих от скорости деформирования, и для расчета задач пластичности с большими деформациями, зависящими от скорости деформирования. Б связи с существенно нелинейными свойствами элемента VISCO107 в расчете применяются итерации. Для обновления геометрии ма каждом промежуточном шаге должна активизироваться опция больших перемещений (команда NLGEOM)

Исходные данные элемента

Геометрия, расположение узлов и система координат элемента показаны на рис. 2.55. Исходные данные элемента включают восемь узлов, а также линейные и нелинейные свойства материала.

Признаки KEYOPT(5) и KEYOPT(6) обеспечивают различные опции вывода информации.

Список исходных данных элемента

Рис. 2.55. Геометрия элемента VISC0107

Геометрические характеристики - нет.

Свойства материала - EX, PRXY (или NUXY), ALPX (или СТЕХ или THSX), DENS, DAMP.

Нагрузки, прикладываемые к поверхности элемента.

- давление - иа грани 1 (J I-L-K), грани 2 (I-J-N-M), грани 3 (J-K-O-N), грани 4 (K-L-P-О), грани 5 (L-I-M-P), грани 6 (M-N-O-P).

Объемные нагрузки:

- температуры - T(I), T(J), Т(К). T(L), Т(М), T(N), Т(О), Т(Р). Специальные возможности:

- пластичность, зависящая от скорости (ANAND);

- увеличение жесткости при наличии нагрузок;

- большие перемещения;

- большие деформации;

- адаптивный спуск.

KEYOPT(5) - признак вывода внешних напряжений:

- О - вывод данных в центре тяжести элемента;

- 1 - вывод данных в центре тяжести элемента и во всех точках интегрирования;

- 2 - вывод данных в центре тяжести элемента и во всех точках интегрирования, а также значений переменных состояния и полной пластической работы.

KEYOPT(6) - признак вывода деформаций в точках интегрирования:

- О - деформации не выводятся;

- 1 - вывод полных деформаций в точках интегрирования. KEYOPT(7) - признак типа обновления напряжений:

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. 2.55. Направления напряжений в элементе параллельны осям повернутой системы

координат.

Таблица 2.55. Описание расчетных данных элемента VISCO107

2.10.56. VISCO108 - двухмерный (2D) вязкоупругий элемент объемного НДС с восемью узлами

Описание элемента

Элемент VISCO108 используется для двухмерного (2D) моделирования объемных конструкций. Элемент может использоваться для моделирования плоского напряженного состояния или в виде осесимметричного элемента и определяется восемью узлами, имеющими по две (три) степени свободы в каждом узле: перемещения в направлении осей X, Y и Z узловой системы координат. Элемент предназначен для расчета задач с сохранением объема модели, не зависящих от скорости деформирования, и для расчета задач пластичности с большими деформациями, зависящими от скорости деформирования. В связи с существенно нелинейными свойствами элемента VISCO106 в расчете применяются итерации. Для обновле-

ния геометрии на каждом промежуточном шаге должна активизироваться опция больших перемещений (команда NLGEOM).

Исходные данные элемента

Геометрия, расположение узлов и система координат элемента показаны на рис. 2.56. Исходные данные элемента включают восемь узлов, а также линейные и нелинейные свойства материала.

Признаки KEYOPT(5) и KEYOPT(6) обеспечивают различные опции вывода информации.

Ребро с удаленным промежуточным узлом подразумевает линейное, а не квадратичное, изменение перемещений на ребре.

Список исходных данных элемента

Узлы-IJ, К, L, M.N.QP. Степени свободы:

- UX, UY при KEYOPT(3) = 0;

- UX, UY, UZ при KEYOPT(3) = 1. Геометрические характеристики - нет.

Свойства материала - EX, PRXY (или NUXY), ALPX (или СТЕХ или THSX), DENS, DAMP.

Нагрузки, прикладываемые к поверхности элемента:

- давление - на грани (ребре) 1 0-1), на грани (ребре) 2 (K-J), на грани (ребре) 3 (L-K), на грани (ребре) 4 (I-L).

Объемные нагрузки:

- температуры - T(I), ТО), Т(К), T(L), Т(М), T(N), Т(О). Т(Р). Специальные возможности:

- пластичность, зависящая от скорости (ANAND);

- увеличение жесткости при наличии нагрузок;

- большие перемещения;

- большие деформации;

- адаптивный спуск.

KEYOPT(3) - признак напряженно-деформированного состояния:

- 0, 2 - плоское деформированное состояние (деформация в направлении оси Z равна 0);

- 1 - осесимметричное НДС.

KEYOPT(5) - признак вывода внешних напряжений:

- 0 - вывод данных в центре тяжести элемента;

- 1 - вывод данных в центре тяжести элемента и во всех точках интегрирования;

- 2 - вывод данных в центре тяжести элемента и во всех точках интегрирования, а также значений переменных состояния и полной пластической работы.

KEYOPT(6) - признак вывода деформаций в точках интегрирования:

- 0 - деформации не выводятся;

9 зак. 46

- 1 - вывод полных деформаций в точках интегрирования. KEYOPT(7) - признак типа обновления напряжений:

- О - скалярное согласованное обновление напряжений;

- 1 - обновление напряжений по Эйлеру.

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. 2.56.

Ориентация расчетных объектов в элементе соответствует повернутой системе координат элемента.

Таблица 2.56. Описание расчетных данных элемента VISCO108

2.10.57. SHELL 143 - оболочка с четырьмя узлами, имеющая возможности учета пластического деформирования с малыми деформациями

Описание элемента

Элемент SHELL143 хорошо подходит для расчета нелинейных, плоских или искривленных моделей оболочек с умеренной толщиной. Элемент имеет шесть сте-

пеней 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 линейным в обоих направлениях в плоскости элемента. Для перемещений из плоскости элемента применяется смешанная интерполяция компонент тензора.

Элемент имеет свойства пластичности, ползучести, изменения жесткости при приложении нагрузок, больших перемещений при условии малых деформаций. При расчете задач с большими перемещениями может применяться согласованная матрица жесткости (то есть матрица, состоящая из основной матрицы жесткости, к которой добавлена согласованная матрица изменения жесткости при приложении нагрузки). В задачах с большими деформациями, включающими изменение толщины, связанное со. значительными мембранными деформациями, следует использовать элемент оболочки с возможностью учета пластичности при больших деформациях SHELL43. Для расчета тонкостенных конструкций, не учитывающего пластичность или ползучесть, следует использовать элемент

Исходные данные элемента

Геометрия, расположение узлов и координатная система элемента показаны на рис. 2.57. Элемент определяется четырьмя узлами, четырьмя значениями толщины и свойствами ортотропного материала. Треугольный элемент может быть создан путем указания одного и того же номера для узлов К и L.

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

Элемент может иметь переменную толщину. Толщина предполагается гладко изменяющейся по площади элемента и указывается в четырех узлах. Если элемент имеет постоянную толщину, требуется указывать только значение ТК(1). Если толщина не является постоянной, ее значения указываются во всех четырех узлах.

SHELL63.

Признак KEYOPT(2) используется при применении согласованной касательной матрицы жесткости в задачах с большими перемещениями (команда NLGEOM,ON). В случае применения данного признака может обеспечиваться ускоренная сходимость геометрически нелинейных задач, в том числе нелинейная устойчивость и последующие за ней расчеты. Однако использование этого признака не рекомендуется в случаях применения данного элемента для моделирования жестких связей или при наличии групп связанных узлов. Получаемое при этом резкое изменение жесткости модели не позволяет применять согласованную касательную матрицу жесткости.

Номинальная жесткость при закручивании элемента в своей плоскости вокруг оси Z системы координат элемента используется при KEYOPT(3) = 0 или 1. Более реалистичная жесткость при закручивании (вращение Аллмана) может указываться в альтернативном порядке (KEYOPT(3) = 2). В этом случае для управления двумя формами перемещений, соответствующих нулевой энергии деформирования, используются геометрические характеристики ZSTIF1 и ZSTIF2. По умолчанию значения этих геометрических характеристик ZSTIF1 и ZSTIF2 составляют соответственно 0.000001 и 0.001. Использование крутильной жесткости Аллмана часто в состоянии улучшать сходимость решения при больших перемещениях (ограниченных поворотах) моделей плоских оболочек (то есть пластин или плоских частей модели). Значение ADMSUA является присоединенной на единицу площади массой.

Список исходных данных элемента

Узлы - I, J, К, L.

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

- ТК(1) - толщина оболочки в узле I;

- TK(J) - толщина оболочки в узле J;

- ТК(К) - толщина оболочки в узле К;

- TK(L) - толщина оболочки в узле L;

- ТНЕТА - угол поворота оси X системы координат элемента;

- ZSTIF1 - константа контроля поворота Аллмана (применима только при KEYOPT(3) - 2);

- ZSTIF2 - константа контроля поворота Аллмана (применима только при KEYOPT(3) = 2);

- ADMSUA - добавочная масса, отнесенная к единице поверхности.

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

Нагрузки, приложенные к поверхности: