Блог

Измерение угловых перемещений в модуле Mechanical (ANSYS Workbench)

Рейтинг:  5 / 5

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна
 

Измерение угловых перемещений в модуле Mechanical (ANSYS Workbench)

Хотя модуль Mechanical среды ANSYS Workbench и не позволяет получить значение углового перемещения, осредненного по геометрическому элементу, такое измерение можно выполнить, создав одну связанную точку (Remote Point) и задав два блока команд APDL (ANSYS Parametric Design Language). С помощью ANSYS APDL можно измерить угловые перемещения узла модели, соответствующего точке, связанной с интересующими геометрическими элементами.

ANSYS Модель в модуле Mechanical среды Workbench (пример для демонстрации измерения угла поворота)

Задание команд в Workbench

Для измерения угловых перемещений интересующих геометрических элементов первым делом необходимо создать связанную с ними точку (Remote Point). В её настройках следует задать поведение (Behavior) связанных геометрических элементов как «деформируемое» (Deformable) – в таком случае наличие этой точки не повлияет на поведение модели.

ANSYS Свойства связанной точки (Remote Point)

Можно измерить угловые перемещения набора вершин, а также одной или нескольких кромок или граней.

В связанной точке будет создан узел Pilot Node и элемент типа TARGE170. Получение номера узла производится посредством APDL команд (Commands Object), вставленных под определением связанной точки.

В среде Workbench для каждой связанной точки создаются переменные “_npilot”, которые определяют номер узла Pilot Node элемента TARGE170. Этот номер узла можно также записать в пользовательскую переменную. Для примера, проиллюстрированного на рисунках 1 и 2, команда APDL представлена на рисунке 3. Для записи номера узла использована переменная “Measure_Pilot”:

Measure_Pilot=_npilot

ANSYS Запись номера узла для связанной точки

Второй блок команд APDL вставляется в область результатов расчета и использует для измерения полученного при решении углового перемещения номер узла, соответствующий связанной точке. Три отдельные команды предназначены для нахождения углов поворота относительно осей X, Y и Z. При необходимости можно воспользоваться командой RSYS, которая позволяет выбрать удобную для измерения углов поворота систему координат. После выполнения команд пользователь должен вернуть исходную систему координат с помощью команды RSYS,0. Следующие три команды измеряют углы поворота в градусах – следует заметить, что ANSYS выводит углы поворота в радианах, и их следует перевести в градусы.

my_rotx=ROTX(Measure_Pilot)*57.29577951
my_roty=ROTY(Measure_Pilot)*57.29577951
my_rotz=ROTZ(Measure_Pilot)*57.29577951

ANSYS Результаты измерения угловых перемещений

Префикс “my_” в имени переменной позволяет выводить её в области результатов в свойствах блока команд (Commands Object), как показано выше на рисунке 4.

Чтобы разобраться в запутанных результатах измерения угловых перемещений, обратите внимание, в какой последовательности в ANSYS задаются значения угловых перемещений:

THXY – первое вращение относительно оси Z локальной системы координат (положительное значение при повороте от оси X к Y).
THYZ – второе вращение относительно оси X локальной системы координат (положительное значение при повороте от оси Y к Z).
THZX – третье вращение относительно оси Y локальной системы координат (положительное значение при повороте от оси Z к X).

Если для измерения угловых перемещений используется система координат решателя (команда RSYS, SOLU), системы координат узлов не изменяют ориентации в расчёте с учётом геометрической нелинейности.

Следует отметить, что наличие большого количества узлов на геометрических элементах, с которым связана точка Remote Point, может влиять на ширину прохода решателя при работе с матрицей жесткости КЭ-модели, что увеличивает время расчёта. В случае, когда это влияние сильно затрудняет анализ, можно уменьшить его, используя в качестве геометрического элемента кромки или набор вершин, или ограничив область связанных узлов с помощью настройки Pinball size.

Вывод

Измерение осредненного углового перемещения по геометрическим элементам возможно с использованием двух блоков команд APDL и точки, связанной с этими геометрическими элементами (при этом следует настроить поведение связанных элементов как «деформируемое» – Deformable).

В связи с тем, что в ANSYS углы поворота узлов выводятся в радианах, в командах APDL можно дополнительно выполнять преобразование радианов в градусы. С помощью команды RSYS можно получить углы поворота относительно произвольной интересующей системы координат.

Добавление к имени APDL переменной префикса “my_” позволяет сохранять значения угловых перемещений и использовать их в качестве параметров в среде Workbench.

ANSYS Задание значения переменной в качестве параметра Workbench

Источник: https://www.simutechgroup.com/FEA/fea-tips-tricks-rotation.html

Понравился материал? Подпишитесь, чтобы быть в курсе событий

Facebook

Linkedin

Софт Инжиниринг Групп