бод, недоступных пользователю комплекса ANSYS и конденсированных на уровне элемента.

Элемент SOLSH190 для преодоления запирания при малой толщине оболочки использует набор специальных кинематических формулировок. Однако вследствие свойств элемента, моделирующего оболочкуэлемент SOLSH190 не в состоянии удовлетворять имеющимся проверочным тестамЧцу! его искажении в направлении толщины.

Элемент SOLSH190 полностью совместим с трехмерными (3D) свя> чци. По сравнению с классическими элементами оболочек, основанными на предполо> чц ниях о плоском напряженном состоянии, элемент SOLSH190 обычно обеспечивает более точные результаты при увеличении толщины.

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. 2.85.

2.10.86. SOLID191 - трехмерный (3D)

многослойный объемный элемент задач МДТТ с двадцатью узлами

Описание элемента

Элемент>б1.Ш191 является многослойной версией объемного элемента задач МДЗТс двадцатью узлами (SOLID95), предназначенного для моделирования толстых многослойных оболочек или объемных тел. Элемент допускает применение до 100 слоев. При необходимости использования более 100 слоев допускается применение элементов, уложенных в несколько слоев. Элемент определяется двадцатью узлами, имеющими три степени свободы в каждом узле: перемещения в направлении осей X, Y и Z системы координат элемента. Элемент поддерживает свойство изменения жесткости при приложении нагрузки. Для элемента могут применяться различные опции вывода результатов. Аналогичным элементом с восемью узлами является SOLID46. Аналогичным элементом оболочки является элемент SHELL91.

Исходные данные элемента

Геометрия, расположение узлов и система координат элемента показаны на рис. 2.86. Элемент определяется двадцатью узлами, значениями толщины слоев, углами направления материала слоя и свойствами ортотропного материала. Отношение модулей сдвига GXZ и GYZ не должно превышать значения 10 000.

Для изменения ориентации элементов (после автоматического построения сетки) требуется использование команды EORIENT. Путем использования команды EORIENT можно вынудить элементы SOLID 191 соответствовать элементу, имеющему требуемую ориентацию, или назначить ориентацию, насколько возможно, параллельной указанной оси. Ось Z элемента определена в качестве нормали к ссылочной плоскости при помощи геометрической характеристики

KREF. По умолчанию ось X элемента является проекцией ребер I-J и M-N на ссылочную плоскость. Ориентация в пределах плоскости слоев может быть изменена командой ESYS тем же самым способом, который используется для элементов оболочки, как описано в п. 2.2 Системы координат в главе 2.

Общее количество слоев (до 100) должно быть указано (NL). Если свойства слоев являются симметричными относительно срединной rToTserjXHOcra элемента (LSYM = 1), требуется указывать только половину свойств, вш1гЗ!бьдо среднего слоя (если таковой имеется). В противном случае (LSYM = 0) требуетхщ^указы-вать свойства всех слоев.

Свойства материала каждого слоя могут являться ортотропными в плоскости4* элемента. Геометрическая характеристика МАТ используется для указания номера материала слоя вместо номера материала, присваиваемого элементу командой МАТ. Если номер не указывается, по умолчанию МАТ равно 1. Направление оси X для материала соответствует направлению X локальной системы координат слоя.

Для указания глобальных значений демпфирования используется команда BETAD. Если для номера материала элемента применена команда MP.DAMP (номер указан командой МАТ), для элемента используется это значение, а не значение, указанное командой BETAD. Аналогично для указания глобального значения ссылочной температуры применяется команда TREF. Если для номера материала элемента применена команда MP.REFT, для элемента используется это значение, а не значение, указанное командой TREF. Но если для номера материала слоя применена команда MP,REFT, используется это значение, а не значение, указанное в качестве глобального или элементного.

Каждый слой многослойного объемного элемента может иметь переменную толщину (ТК). Толщина слоя считается изменяющейся билинейно по области слоя, а значения толщины указываются в узлах. Если слой имеет постоянную толщину, указывается только значение ТК(1). Если толщина не является постоянной, требуется указывать толщину во всех четырех узлах. Слои нулевой толщины могут использоваться для моделирования разрыва слоев.

Используемые значения толщины слоев вычисляются путем масштабирования исходных значений толщины, указанных посредством геометрических характеристик для согласования расстояния между узлами. Расположение узлов может указывать на наклон слоев или их форму, отклоняющуюся от плоскости. Однако локальная система координат для каждого слоя фактически ориентируется параллельно ссылочной плоскости. В этой, локальной правой системе координат ось X поворачивается на угол THETA(LN), в градусах, от оси X системы координат элемента в сторону оси Y системы координат элемента.

Общее число слоев должно быть определено геометрической характеристикой NL.

Выбор критериев разрушения приводится в таблице данных (команда ТВ). Применяются три предварительно определенных критерия разрушения, и до шести пользовательских критериев могут быть введены в виде подпрограмм пользователя. Описание подпрограмм пользователя см. в документе Руководство по

объектам, программируемым пользователем . Критерии разрушения также могут вычисляться в модуле POST1 (при помощи команд семейства FC). Все ссылки на критерии разрушения как часть расчетных данных основываются только на командах семейства ТВ.

Список исходны^ данных элемента

Узлы - I, JKr< М, N, О, Р, Q, R, S, Т, U, V, W, X, Y, Z, А, В. СтежГЙи свободы - UX, UY, UZ.

-геометрические характеристики - см. ниже в табл. 2.86.1 Геометрические характеристики элемента SOLID191 .

Свойства материала - указываются следующие 13*NM свойств, где NM является числом используемых материалов (максимум NL): 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 каждого из NM материалов.

Значение DAMP указывается только один раз для всего элемента (для указания свойств материала используется команда МАТ). Подробности см. выше в разделе Исходные данные элемента .

Нагрузки, распределенные на поверхности:

- давления: на грани 1 (J-I-L-K), на грани 2 (I-J-N-M), на грани 3 (J-K-O-N), на грани 4 (K-L-P-О), на грани 5 (L-I-M-P), на грани 6 (M-N-0-P).

Объемные нагрузки:

- температуры: Tl, Т2, ТЗ, Т4 на нижней грани слоя 1, Т5, Тб, Т7, Т8 между слоями 1 и 2, аналогично для следующих слоев и окончательно температуры на верхней грани слоя NL (максимально 4*(Ж+1)).

Специальные возможности:

- изменение жесткости при приложении нагрузок;

- адаптивное схождение.

KEYOPT(l) - максимальное число слоев, используемых данным типом элемента для сохранения в файлах .ESAV и .OSAV; по умолчанию равно 16. Первая геометрическая характеристика (NL) не должна быть больше этого значения. Максимальное число слоев не должно превышать 100.

KEYOPT(2) - признак формы указания исходных данных:

- 0 - толщина слоев является постоянной;

- 1 - толщина слоев является переменной.

KEYOPT(3) - признак использования свойств материала:

- 0 - свойства материала используются как есть;

- 1 - свойства материала изменяются для обеспечения постоянства значений у2, ун, уу2 по толщине элемента (аналогично элементу SOLID46).

KEYOPT(4) - признак системы координат элемента:

- 4 - ось X элемента определяется подпрограммой пользователя USERAN;

- 5 - ось X элемента определяется подпрограммой пользователя USERAN, и ось X слоя определяется подпрограммой пользователя USANLY.

Примечание. Описание подпрограмм пользователя с\Ьвдокументе Руководство по объектам, программируемым пользователем . KEYOPT(5) - признак вывода результатов по слоям:

- О - вывод усредненных результатов на грани наиболее удаленногЪч^узло-вой плоскости элемента слоя;

- 1 - вывод усредненных результатов посередине слоя;

- 2 - вывод усредненных результатов на верхней и нижней гранях слоя;

- 3 - вывод результатов, включая критерии разрушения, на верхней и нижней гранях слоя в четырех точках интегрирования и усредненных значений;

- 4 - вывод результатов, на верхней и нижней гранях слоя в четырех точках интегрирования и усредненных значений.

KEYOPT(7) - вывод дополнительных расчетных объектов:

- О - стандартный вывод результатов;

- 2 - вывод узловых усилий в системе координат элемента.

KEYOPT(8) - признак сохранения данных в слоях:

- О - сохраняются данные для нижней грани нижнего слоя, верхней грани верхнего слоя и данные слоя с максимальным значением критерия разрушения;

- 1 - данные сохраняются для всех слоев.

Предупреждение. Объем сохраненных данных может оказаться чрезмерным. KEYOPT(IO) - вывод данных критериев разрушения:

- О - вывод данных о максимумах всех критериев разрушения;

- 1 - вывод данных о всех критериях разрушения.

Таблица 2.86.1. Геометрические характеристики элемента SOLID191

Номер Название Описание

При KEYOPT(2) = 0 используются следующие 12+(3NL) констант:

1 NL Число слоев (максимально 100)

2 LSYM Признак симметрии слоев 3,... 12 (пробел)

13 МАТ Номер материала слоя 1

14 ТНЕТА Поворот оси X слоя 1

15 ТК Толщина слоя 1

16 МАТ Номер материала слоя 2

17 ТНЕТА Поворот оси X слоя 2

18 ТК Толщина слоя 2

19... 12+(3*NL) МАТ, ТНЕТА Повторение МАТ, ТНЕТА и ТК для каждого слоя (вплоть до NL слоев) ит. д.

При KEYOPT(2) = 7 используются следующие 12+(6NL) констант:

1 NL Число слоев (максимально 100)

2 LSYM Признак симметрии слоев 3,... 12 (пробел)

13 МАТ Номер материала слоя 1

14 ТНЕТА Поворот оси X слоя 1

Таблица 2.86.1. Геометрические характеристики элемента SOLID191 (продолжение)

((счетные 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. 2.86.2.

Таблица 2.86.2. Описание расчетных данных элемента SOLID191

Определение

NODES VOLU: ТТОР, TBOT ХС,YC,ZC PP.ES

TEMP

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

EPTH:X,Y,Z,XYYZ,XZ

EPTH: EQV

THETA

AVE THICK

ACC AVE THICK

AVE TEMP

NODE

FC1.....FC6, FCMAX

VALUE LN

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

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

ILSXZ ILSYZ I LANG

ILSUM

Номер элемента

Узлы - I, J, К, L, M, N,QP

Объем

Усредненные температуры на нижней и верхней гранях Координаты точки, в которой выводятся результаты

Давления Р1 в узлах J, I, L, К; Р2 в I, J, N, М; РЗ в J, К, Q N; Р4 в К, L, Р, О; Р5 в L, I, М, P;P6bM,N,QP

Температуры T(l), T(J), Т(К), T(L), Т(М), T(N), Т(О), Т(Р) Напряжения (в системе координат слоя) Упругие деформации (в системе координат слоя) Эквивалентные упругие деформации (в системе координат слоя) Температурные деформации (в системе координат слоя) Эквивалентные температурные деформации (в системе координат слоя) Номер слоя

Верхняя грань (ТОР), нижняя грань (ВОТ), срединная поверхность (MID) слоя Расположение центра (среднее, AVG). См. описание KEYOPT(5) Номер материала слоя

Угол направления для свойств материала слоя (ТНЕТА) Средняя толщина слоя

Накопленная средняя толщина (толщина элемента от слоя № 1 до данного слоя) Средняя температура в слое Номер углового узла Номер точки интегрирования

Значения критериев разрушения и максимумы в каждой точке интегрирования Номер критерия разрушения (от FC1 до FC6, FCMAX) Максимальное значение данного критерия разрушения (если значение превосходит 9999.999, выводится значение 9999.999)

Номер слоя, в котором имеется максимальное значение критерия разрушения Упругие деформации (в системе координат слоя), вызывающие максимальное значение (критерия разрушения) в данном элементе

Напряжения (в системе координат слоя), вызывающие максимальное значение (критерия разрушения) в данном элементе Межслойное касательное напряжение SXZ Межслойное касательное напряжение SYZ

Угол вектора касательных напряжений (измеряется от направления оси X в сторону оси Y элемента в градусах) Векторная сумма касательных напряжений

Таблица 2.86.2. Описание расчетных данных элемента SOLID 191 (продолжение)

Объект Определение

LN1, LN2 Номер слоев, между которыми вычислено максимально^ межслойное

касательное напряжение (ILMAX) ILMAX Максимальное межслойное касательное напряжение

-, -

2.10.87. INTER 192- двухмерный (2D) элемент взаимодействия (уплотнения) с четырьмя узлами

Описание элемента

Элемент INTER192 является двухмерным (2D) линейным элементом взаимодействия с четырьмя узлами, используемым для двухмерного (2D) моделирования сборочных единиц. При связывании с двухмерными (2D) линейными элементами задач МДТТ (PLANE42, HYPER56, VISCO106 и PLANE182) элемент INTER192 используется для моделирования соединений с уплотнениями. Элемент может использоваться или в виде плоского (плоское напряженное или плоское деформированное состояние), или в виде осесимметричного элемента. Элемент определяется четырьмя узлами, имеющими две степени свободы в каждом узле: перемещениями в направлении осей X и Y узловой системы координат.

Исходные данные элемента

Геометрия элемента, расположение узлов, связность и узловые системы координат показаны на рис. 2.87. Геометрия элемента определена четырьмя узлами, которые формируют нижнюю и верхнюю линии элемента. Нижняя линия определяется узлами I, J; верхняя линия определяется узлами К, L. Связный элемент определяется последовательностью узлов в виде I, J, К, L. Данный элемент имеет две точки интегрирования. Для численного интегрирования используется метод Гаусса.

Список исходных данных элемента

Узлы - I, J, К, L.

Степени свободы -.UX, UY.

Геометрические характеристики:

- при KEYOPT(3) = 0, 1 или 2 - нет;

- при KEYOPT(3) =- 3 - ТНК - толщина для плоского напряженного состояния.

Свойства материала - DAMP, ALPX (или СТЕХ или THSX). Объемныегрузки:

- т^пвратуры - T(I), T(J), Т(К), T(L). Специальные возможности:

- материал уплотнения, связанный командой ТВ,GASKET. KEYOPT(2) - признак деформации в элементе:

- О - деформация только в направлении толщины;

- 1 - деформация в направлении толщины и поперечная сдвиговая.

KEYOPT(3) - признак типа напряженно-деформированного состояния (НДС):

- О - плоское напряженное состояние;

- 1 - осесимметричное НДС;

- 2 - плоское деформированное состояние (деформация в направлении Z = 0.0);

- 3 - плоское деформированное состояние с толщиной (указывается геометрическая характеристика ТНК).

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. 2.87. Таблица 2.87. Описание расчетных данных элемента INTER192

Объект Определение

2.10.88. INTER 193 - двухмерный (2D) элемент взаимодействия (уплотнения) с шестью узлами

Описание элемента

Элемент INTER 192 является двухмерным (2D) квадратичным элементом взаимодействия с шестью узлами, используемым для двухмерного (2D) моделирования сборочных единиц. При связывании с двухмерными (2D) квадратичными

элементами задач МДТТ (PLANE2, PLANE82, HYPER84, VISC088 и PLANE 183) элемент INTER193 используется для моделированйЛ-соединений с уплотнениями. Элемент может использоваться или в виде плоскогоЦплоское напряженное или плоское деформированное состояние), или в виде осесим>цтричного элемента. Элемент определяется шестью узлами, имеющими две степетг>цюбоды в каждом узле: перемещениями в направлении осей X и Y узловой системыЧцюрдинат.

Исходные данные элемента

Геометрия элемента, расположение узлов, связность и узловые системы коорди- нат показаны на рис. 2.88. Геометрия элемента определена шестью узлами, которые формируют нижнюю и верхнюю линии элемента. Нижняя линия определяется узлами I, J, М; верхняя линия определяется узлами К, L, О. Связный элемент определяется последовательностью узлов в виде I, J, К, L, М, О. Данный элемент имеет две точки интегрирования. Пропуск (удаление) промежуточных узлов М или О не допускается.

Рис. 2.88. Геометрия элемента INTER 193

Список исходных данных элемента

Узлы-IJ, К, L, М, О.

Степени свободы - UX, UY. Геометрические характеристики:

- при KEYOPT(3) - 0, 1 или 2 нет;

- при KEYOPT(3) = 3: ТНК - толщина для плоского напряженного состояния.

Свойства материала - DAMP, ALPX (или СТЕХ или THSX). Объемные нагрузки:

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

- материал уплотнения, связанный командой TB.GASKET. KEYOPT(2) - признак деформации в элементе:

- О - деформация только в направлении толщины;

- 1 - деформация в направлении толщины и поперечная сдвиговая.

KEYOPT(3) - признак типа напряженно-деформированного состояния (НДС):

- 0 - плоское напряженное состояние;

- 1 - осссиммстричлос НДС;

- 2 - плоское деформированное состояние (деформация в направлении Z = 0.0);

- 3 - плодв^едеформированное состояние с толщиной (указывается геометрическая характеристика ТНК).

Рар^етные 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. 2.88. Таблица 2.88. Описание расчетных данных элемента INTER 193

Объект Определение

2.10.89. INTER 194 - трехмерный (3D) элемент взаимодействия (уплотнения) с шестнадцатью узлами

Описание элемента

Элемент INTER194 является трехмерным (3D) квадратичным элементом взаимодействия с шестнадцатью узлами, используемым для трехмерного (3D) моделирования сборочных единиц. При связывании с трехмерными (3D) квадратичными элементами задач МДТТ (VISC089, SOLID92, SOLID95, SOLID96, SOLID186 и SOLID187) элемент INTER194 используется для моделирования соединений с уплотнениями. Элемент определяется шестнадцатью узлами, имеющими три степени свободы в каждом узле: перемещениями в направлении осей X, Y и Z узловой системы координат.

Исходные данные элемента

Геометрия элемента, расположение узлов, связность и узловые системы координат показаны на рис. 2.89. Геометрия элемента определена шестнадцатью узлами, которые формируют нижнюю и верхнюю поверхности элемента. Нижняя поверх-