Блог

Подмоделирование: простое решение объемных задач

Рейтинг:  5 / 5

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна
 

ANSYS Подмоделирование: простое решение объемных задач

Если в вашей расчётной практике встречались большие модели, вам наверняка известно, что порой приходится делать выбор между точностью и скоростью решения. Подмоделирование – это способ уменьшить длительность расчёта без потери точности результата.

Общая стратегия, которую можно использовать для укрупнённого анализа больших сборок или сложных деталей, заключается в пренебрежении мелкими элементами, такими как скругления или отверстия. Упрощение модели может существенно уменьшить длительность расчёта. Хотя подобные упрощения не сильно влияют на общую жесткость модели, они существенно снижают точность расчёта напряжений в локальных зонах. Все, что вам нужно далее – это инструмент, позволяющий «увеличить» нужные зоны и выполнить для них более точный расчёт.

Подмоделирование как раз и является таким инструментом: оно позволяет рассчитывать локальные зоны со всеми необходимыми уточнениями геометрии. Применение подмоделирования не только повышает точность определения напряжений, но и позволяет получать решение для локальных зон за время, в разы меньшее по сравнению с расчётом полной модели.

В версии ANSYS 17.0 мы доработали геометрический модуль SpaceClaim, теперь он позволяет легко извлечь геометрическую подмодель как из твердотельной, так и из оболочечной модели. Получившаяся методика характеризуется высокой степенью автоматизации, но при этом позволяет пользователю при необходимости вносить необходимые поправки в процесс. По сути, с помощью SpaceClaim вы можете получить подмодель всего в пару кликов мышкой. Методика в полной мере реализует преимущества встроенного в SpaceClaim метода просмотра с обрезкой по вспомогательному объему (“Clip with Volume”). Вы можете просто обозначить желаемую сферическую область, и SpaceClaim автоматически вырежет требуемую геометрию. Кроме этого, автоматически создаются требуемые для задания граничных условий выборки (Named Selections), содержащие грани обрезки.

На рисунке ниже показан пример расчёта напряжений для полной модели корпуса коробки передач. Обратите внимание на особенность: геометрия содержит острые углы, на которых проявляется сингулярность расчёта.

 

ANSYS Острые углы создают высокую концентрацию напряжений, что часто вводит в заблуждение

 

В итоге, мы получаем неточный результат. Напряжения в данном расчёте превысили 345 МПа.

 

ANSYS Высокая концентрация напряжений на острых углах

 

В SpaceClaim  с помощью команды обрезки по объему (Clip with Volume) вы можете всего в пару кликов мышкой получить подмодель, а затем, используя инструмент вытягивания геометрии (Pull tool), так же быстро добавить скругление.

 

ANSYS Быстрое извлечение подмодели и доработка геометрии в SpaceClaim

 

Использование такого подхода позволяет автоматически получить выборки (Named Selection) по границам обрезки подмодели. Следующий шаг – передать модель в модуль ANSYS Mechanical и построить мелкую сетку в интересующих зонах.

 

ANSYS Задание мелкой сетки для подмодели

 

Выборки, которые были созданы в SpaceClaim, используются для передачи перемещений из решения полной модели.

 

ANSYS Передача перемещений из расчёта полной модели в качестве граничных условий для расчёта подмодели

 

Итак, решение поставленной задачи, результаты которого показаны на рисунке ниже, выполнено за три коротких шага. Получено очень точное значение напряжений – всего около 140 МПа (сравните с предыдущим результатом в 345 МПа!).

 

ANSYS Небольшая работа с геометрией и грамотное сгущение сетки позволяет получить реалистичное точное значение напряжений

 

Чтобы получить такую-же точность решения в полной модели, потребуется гораздо больше времени на расчёт и подготовку модели.

Автор: Mark Swenson
Источник: http://www.ansys-blog.com/submodeling-made-easy/

Понравился материал? Подпишитесь, чтобы быть в курсе событий

Facebook

Linkedin

Софт Инжиниринг Групп