Pro/MECHANICA Online Books

Использование в Pro/ENGINEER

Использование Structure в Pro/ENGINEER

Добавление ограничений и нагрузок

Добавление нагрузок

Пример:

Моделирование чистого напряжения

Модель пластины с вырезами, обсуждаемая раньше, идеальна для иллюстрирования, как моделировать состояние, подобное чистому напряжению, применяя ограничения и нагрузки. Как напоминание, следующий рисунок показывает модель пластины с вырезами.

Примите, что пластина c вырезами - автономная модель и не присоединяется к базовой структуре каким-либо образом. Если Вы хотели разместить эту модель при чистом напряжении, Вы могли бы рассматривать применение нагрузки силы к каждому концу пластины, чтобы растянуть модель, следующим образом.

Однако этот подход не решил бы задачу ограничения модели.

Note:

Присутствие ограничений важно, потому что Вы изучаете случай напряжения в статическом анализе, который требует ограничений.

Используя различные подходы, Вы можете моделировать напряжение, ограничивая один конец модели и прикладывая силу к другому концу. Этот подход имеет два преимущества:

Это точно моделирует состояние, которое Вы хотите изучить. Комбинация соответствующих наборов нагрузок и ограничений позволяет Вам создать равную и противоположную реакцию, необходимую для чистого напряжения.
Отвечает требованиям Pro/MECHANICA статического анализа.

Если Вы берете этот метод, Вам нужно рассмотреть, как модель должна сокращаться, когда Вы размещаете её в чистом напряжении. Для чистого напряжения, модель должна сокращаться в поперечных направлениях Y и Z по мере удлинения в направлении приложенной нагрузки в X направление.

Это явление известно как эффект Пуассона. Чтобы объяснить эффект Пуассона, Вы должны определить набор ограничений, который удаляет движение жесткого тела и не переограничивает модель. Другими словами набор ограничений должен зафиксировать модель, принимая во внимание безусловное сжатие из-за Пуассоновского эффекта. В то же самое время, набор ограничения должен обеспечить равное и противоположно направленную силу реакции, когда Вы прилагаете нагрузку.

Если Вы хотите допустить Пуассоновский эффект, создавая желаемую реакцию на ограниченном конце модели, Вы начинаете, выбирая конец, который хотите ограничить - в этом случае дальний конец. Также, Вы делаете текущей определенную пользователем систему координат в дальнем конце модели. Этот шаг гарантирует, что ограничения делают ссылку на соответственно ориентированную систему координат. Вы затем ограничиваете дальний конец модели как показано на приведённом ниже рисунке.

С ограничением a, Вы создаете желательную реакцию, фиксируя поверхность в X направлении, так что она не может двигаться, когда Вы прикладываете нагрузку в этом же самом направлении. С ограничениями b и c, Вы фиксируете деталь в пространстве, предотвращая её от перемещения вверх или в направлении к Вам. Тем не менее, грани, противоположные каждой из ограниченных граней, могут перемещаться, так что модель может сокращаться. Вы создали из этих отдельных ограничений набор ограничений с названием Fixity.

Ниже приведены фактические данные ограничений для Pro/MECHANICA.

Степени свободы	Constraint a	Constraint b	Constraint c
TransX	Fixed	Free	Free
TransY	Free	Free	Fixed
TransZ	Free	Fixed	Free
RotX	Fixed	Fixed	Fixed
RotY	Fixed	Fixed	Fixed
RotZ	Fixed	Fixed	Fixed

Имейте в виду, поскольку модель твердотельная, Pro/MECHANICA игнорирует все вращательные степени свободы. Следовательно, Вы можете оставить все эти степени свободы в их значении по умолчанию (fixed), не влияя на результат анализа.

Чтобы создать нагрузку, Вы создаете набор нагрузок, который содержит единственную нагрузку. Как и с ограничениями, Вы сначала устанавливаете текущей определенную пользователем систему координат. Затем Вы прикладываете однородную силу в 10000 фунтов к поверхности на ближайшем к Вам конце модели, как показано на приведённом ниже рисунке.

Разместите эту нагрузку в наборе нагрузок с названием Tforce.

Нагрузка и комбинация ограничений, только что обсужденные, - специализированный случай, который имитирует чистую напряженность.

Если Вы хотите имитировать другие условия для модели, добавляйте нагрузки и ограничения специфические для этого моделирования. Например, Вы могли бы обращаться с пластиной как с консолью для модального анализа или анализа усилий сдвига. Соответственно, пластина включает следующие дополнительные наборы ограничений и нагрузок:

Frozen - Этот набор ограничения содержит единственное ограничение, которое замораживает обратный конец модели фиксируя обратную поверхность в TransX, TransY и TransZ. Это ограничение полезно для модального анализа, поскольку этот тип анализа сообщает смещения на других частотах. В этом случае, Вы полностью фиксируете модель с одного конца, как консоль. Вы можете также использовать это ограничение, чтобы оценить напряжения в вырезе, как модель подвергается направленной в низ силе на противоположном конце - другими словами, усилию сдвига.
Pulldown - Этот набор нагрузок содержит единственную нагрузку, которая направлена вниз, сила сдвига в 3000 фунтов на ближайшем конце модели. Вы можете использовать это усилие с замороженным ограничением в напряжении выреза модели.

Как только Вы прилагаете все наборы нагрузок и ограничений, модель выглядит следующим образом.

Главная страница