Блог

Определение единиц измерения с помощью команд APDL в ANSYS MECHANICAL (WORKBENCH)

Рейтинг:  5 / 5

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна
 

Определение единиц измерения с помощью команд APDL в ANSYS MECHANICAL (WORKBENCH)

ANSYS Workbench Mechanical позволяет добавлять команды APDL в дерево построения модели, так что заданные пользователем команды могут выполняться на всех этапах расчёта, инициируемого командой SOLVE в модуле Mechanical и выполняемого по файлу ds.dat: работа с геометрической моделью, задание соединений, собственно проведение расчета и анализ результатов.

В этой статье описано, как использовать команды APDL для определения единиц измерения, используемых в модели при запуске на расчёт из среды Workbench Mechanical. Эта проверка может быть добавлена в начало любого блока команд APDL, работа которого зависит от единиц измерения, используемых в расчёте.

ANSYS Единицы измерения в среде Workbench Mechanical

Единицы измерения в среде Workbench

Программный модуль Workbench Mechanical позволяет пользователю выбрать несколько систем единиц измерения. Вы можете найти больше информации о системах измерения в справке по команде /UNITS. Обратите внимание, что команда /UNITS по сути определяет лишь способ записи величин.

Следующая команда дополняет базу данных информацией об используемой системе единиц измерения:

/UNITS, Label, LENFACT, MASSFACT, TIMEFACT, TEMPFACT, TOFFSET, CHARGEFACT, FORCEFACT, HEATFACT

Команда *GET позволяет получить настройки, заданные командой /UNITS. Вот выдержка из справочной информации:

Таблица 136: *GET General Items, Entity = ACTIVE
Entity = ACTIVE, ENTNUM = 0 (or blank)
*GET, Par, ACTIVE, 0, Item1, IT1NUM, Item2, IT2NUM

 Item1
 IT1NUM
Описание
UNITS   Единицы измерения, задаваемые командой /UNITS:
 0 = USER, 1 = SI, 2 = CGS, 3 = BFT, 4 = BIN, 5 = MKS, 6 = MPA, 7 = uMKS

Отметим, что система СИ новее, чем система МКС (метр-килограмм-секунда), и имеет некоторые отличия в единицах измерения электрических величин.

В блоке команд APDL, который рассчитан на использование определённой системы единиц измерения, достаточно легко допустить ошибку при запуске расчёта из среды Workbench Mechanical. Например, свойства материала в командах APDL могут быть заданы в системе BIN (фунт-дюйм-секунда) в то время, как в Workbench Mechanical будет установлена система СИ. Использование правильной системы единиц измерения является критически важным для команд APDL, которые задают нагрузки, свойства материалов, настройки контакта, а также делают другие операции, затрагивающие единицы измерения, на этапах пре- и постпроцессинга.

Ещё один механизм для задания единиц измерения при выполнении расчёта имеется в настройках каждой задачи (Analysis Settings). По умолчанию там задано использование той же системы единиц измерения, которая была выбрана в меню Mechanical (Solver Units > Active System), но если указать Solver Units > Manual, то приоритет будет иметь система единиц измерения, выбранная пользователем.

ANSYS Задание систем единиц измерения в настройках решателя: по умолчанию и по выбору пользователя

ANSYS Задание систем единиц измерения в настройках решателя: по умолчанию и по выбору пользователя

Следующий набор команд является примером проверки единиц измерения в среде Workbench Mechanical, он работает благодаря тому, что ANSYS прописывает команду /UNITS в файле ds.dat, который создается Workbench Mechanical. Этот набор команд может быть использован в начале любого существующего блока команд или в виде отдельного блока команд в дереве модели, обычно на уровне задания нагрузок (Environment). Идея набора команд в том, чтобы остановить расчёт, если в решателе использованы единицы измерения, не совпадающие с желаемыми. Набор команд может быть изменён для выполнения других действий на усмотрение пользователя.


! Проверка заданных пользователем единиц измерения в решателе Workbench Mechanical
! В этом примере расчёт прерывается, если система измерения отлична от BIN.
!
*GET,myunits,ACTIVE,,UNITS  !Возвращает значение 4, если используется система единиц   
!                                                    измерения BIN
!     Системы измерения в команде /UNITS:
!     0 = USER, 1 = SI, 2 = CGS, 3 = BFT, 4 = BIN, 5 = MKS 6 = MPA, 7 = uMKS
!
*IF,myunits,NE,4,THEN       ! Если система единиц отлична от BIN, прервать расчёт.
   /com,*
   *MSG,ERROR
   ************************************************************** %/&
   ************************************************************** %/&
   **  SOLVE Aborted -- Set UNITS to LB-IN-SEC prior to SOLVE  ** %/&
   ************************************************************** %/&
   **************************************************************
   !
*endif


Эта проверка останавливает выполнение расчёта, если единицы измерения не соответствуют требуемым. В условном блоке *IF можно использовать номер и сообщение об ошибке, которые соответствуют одной из систем измерения:

0 = USER, 1 = SI, 2 = CGS, 3 = BFT, 4 = BIN, 5 = MKS 6 = MPA, 7 = uMKS

Исходя из требований системы контроля качества, пользователи могут добавить подобный код во все модели Workbench Mechanical, которые содержат APDL команды с допущениями по поводу используемых единиц измерения.

Важно понимать, что в файле ds.dat Workbench Mechanical преобразовывает единицы измерения тепловой энергии в единицы измерения механической энергии: например, BTU (британская тепловая единица) будет переведена в фунто-дюймы, что приведёт к не очень наглядным величинам в свойствах материалов. В качестве примера использования британских единиц измерения на рисунке ниже показан перевод единиц для удельной теплоёмкости воздуха с помощью панели инструментов «Единицы измерения» в Workbench Mechanical.

ANSYS Системы единиц измерения тепловой и механической энергии в Workbench Mechanical

Пользователям следует обращать особое внимание на единицы измерения тепловых свойств в командах APDL, за исключением случаев, когда во всей модели используется система СИ. Если использовать систему СИ, вероятность получения неверных результатов для моделей с блоками команд, выполнение которых зависит от единиц измерения, будет меньше.

Выводы

Workbench Mechanical поддерживает блоки команд APDL (Command Object), которые могут выполняться на всех этапах построения и работы с моделью: работа с геометрией (Geometry), задание соединений (Connections), нагрузок и параметров расчета (Environment), расчёт и обработка результатов (Solution). Некоторые блоки команд предполагают использование в решателе определенной системы единиц измерения. Так как создаваемый для каждой задачи файл ds.dat содержит команду /UNITS, задающую систему единиц измерения, определенные команды могут выявить единицы измерения, что позволяет реализовать проверку того, что выбрана необходимая система единиц измерения.

ANSYS Команды APDL, которые выявляют настройки единиц измерения в команде /UNITS. В рассмотренном случае единицы измерения не соответствуют ожидаемым

Представленный набор команд для проверки единиц измерения может быть изменён для проверки той или иной системы единиц измерения и может быть использован во всех блоках команд APDL с целью обеспечения качества расчётов.

Заметим, что в настройках решателя (Analysis Settings) для каждой задачи (Environment) можно задать свои специфические единицы измерения, используемые при выполнении расчёта. Хотя это и позволяет выбрать необходимую пользователю систему единиц измерения, но несоответствие с определенными командами APDL всё же может вознинуть, так что представленная выше проверка единиц измерения с помощью команд APDL является очень желательной.

Источник: https://www.simutechgroup.com/FEA/fea-tips-tricks-ansys-detecting-units.html

Понравился материал? Подпишитесь, чтобы быть в курсе событий

Facebook

Linkedin

Софт Инжиниринг Групп