В этой главе рассматривается:

 Идеализация оболочки

 Оболочечные элементы

 Настройка идеализированной модели оболочечных элементов

 Приложение к оболочечной модели нагрузок и ограничений

Рисунок 3-1

Pro/MECHANICA спаривает поверхности для оболочечной идеализации, затем сжимает их в среднюю поверхность, на которой устанавливаются оболочечные элементы. Оболочечные элементы являются трехмерными, наподобие поверхностных, элементами, используемыми для представления конструктивных элементов, которые являются тонкими по сравнению с длиной и шириной детали. Толщина оболочки считывается непосредственно с модели Pro/ENGINEER. Спаренные поверхности могут быть параллельными плоскими или неплоскими поверхностями, а элементы оболочки могут быть или плоскими, или выгнутыми, пока спаренные поверхности параллельны. Используйте следующие шаги для создания оболочечных элементов в Pro/MECHANICA:

1. Спарьте две параллельные поверхности. На рисунке 3–2 показаны две поверхности, которые могут быть спарены.

2. Сожмите спаренные поверхности в среднюю поверхность, как показано на рисунке 3-3.

3. Создайте на средней поверхности оболочечные элементы, как показано на рисунке 3–4.

Pro/MECHANICA при создании сетки автоматически применяет два различных типа оболочечных элементов: Треугольный и Четырехсторонний. Эти типы оболочечных элементов описаны в таблице 3–1.

После выбора типа модели Вы можете определить типы элементов для упрощения модели. Выберите Structure > Model > Idealizations. Появляется меню IDEALIZATIONS, как показано на рисунке 3–5.

Для создания оболочечной идеализации выберите Shells. Появляется меню SHELLS, как показано на рисунке 3–6. Вы можете определить среднюю поверхность и её свойства, используя опции этого меню.

Опции меню SHELLS описаны в таблице 3-2.

Определение средней поверхности

Чтобы создать среднюю поверхность, Вам нужно определять пару поверхностей (называемую оболочечной парой), которые будут сжаты для образования средней поверхности. Имеется два способа определения поверхностных пар: автоматическое и ручное.

Автоматическое определение средней поверхности

Pro/MECHANICA может спаривать поверхности с помощью опции Auto Detect из меню MIDSURFACES. Когда Вы выберите Shells > Midsurfaces, появляется меню MIDSURFACES, как показано на рисунке 3–7.

Рисунок 3-7

Когда Вы выбираете Auto Detect, модель закрашивается жёлтым и красным цветами. Жёлтая закраска представляет внутреннюю поверхность модели, а красная закраска представляет наружную поверхность. Эти поверхности спариваются для образования средней поверхности. Конструктивные элементы Pro/ENGINEER, которые Auto Detect будет заменять оболочкой, - Thin (в меню SOLID OPTS) и Shell (в меню SOLID).

Ручное определение средней поверхности

Вы можете определить среднюю поверхность вручную с помощью опций меню MIDSURFACES. Эти опции рассмотрены в таблице 3-3.

После того как Вы определили пары оболочки (автоматически или вручную), их нужно сжать, чтобы формировать среднюю поверхность. Выберите Compress из меню MIDSURFACES. Появляется меню COMPR OPTS, опции которого описаны в таблице 3-4.

Pro/MECHANICA всегда связывает нагрузки и ограничения с геометрией детали. При сжатой геометрией, это хорошая идея, прилагать нагрузки и ограничения непосредственно к кривым. Например, на оболочечных моделях тип нагрузки или ограничения зависит от того, приложены ли они к кривым или поверхностным регионам.

Сингулярность - позиция на модели, в которой происходит бесконечное напряжение и смещение. В течение адаптивного многопроходного анализа Pro/MECHANICA пытается захватывать бесконечное локальное напряжение от нагрузки в точке (нулевой площади). Поэтому, если позволено, это увеличило бы порядок элемента до бесконечности, чтобы захватить бесконечную величину.

Смещение и напряжение не может быть бесконечным; следовательно, в сингулярности и области вокруг сингулярности, результаты не являются реальными. Однако, вне области сингулярности результаты действительны полагая, что результаты могут быть проверены.

Сингулярности могут быть проблематичны, поскольку они нарушают сходимость, проверяемую в Pro/MECHANICA, и замедляют процесс решения, поскольку требуют, чтобы кромки имели высокий p-уровень сходимости.

Сингулярности происходят на реентерабельных углах и на пересечении различных типов элементов модели (например, пересечении оболочка/твёрдое тело).

Реентерабельный угол является острым углом около приложенных нагрузок или ограничений на модели, как показано на рисунке 3-11.

Сингулярность существует на остром (реентерабельном) углу, когда метод p-кода, использованный Pro/MECHANICA для решения модели, не сможет добиться сходимости.

Жесткие точки (горячие точки), созданные пересечением вблизи приложенных нагрузок или ограничений, приводят к сингулярности, как показано на рисунке 3-12.

Комбинации ограничений и типов элементов, которые могут вызвать сингулярность, показаны в таблице 3-5. Смещение является деформацией, которая происходит от воздействия нагрузки. Напряжение - эффект нагрузки на площади поперечного сечения.

Комбинации нагрузок и типов элементов, которые могут вызвать сингулярность, показаны в таблице 3-6.