2. Расчетная схема конструкции.

Расчетная схема конструкции представлена на рис.1 а). Конструкция представляет собой поршень, основание 1 которой выполнено из алюминиевого сплава. При этом на поверхность стальной мембраны 3 действует рабочая среда, оказывая на нее давление p. Действие рабочего давления p приводит к нагружению элементов крышки и может привести к появлению в ней остаточных деформаций и к разрушению любого из элементов.

Рис. 1. Дискретизация осесимметрической конструкции: расчетная схема (разбиение на области)

.

3. Дискретизация области на конечные элементы

При разбиении двумерной области на элементы разделим ее сначала на четырехугольные подобласти или зоны (рис.1)., которые затем автоматически подразделяются на заданное число треугольников. Границы между подобластями проведем там, где изменяются геометрия или приложенная нагрузка. Внутренние четырехугольники далее будут разбиты на треугольники короткой диагональю в каждом внутреннем треугольнике.

Для подготовки данных исходную область изобразим на миллиметровке в необходимом масштабе и разобьем на минимальное число подобластей, соприкасающихся между собой по сторонам, как это показано на рис. 1. Каждая подобласть имеет свой порядковый номер и задается четырьмя угловыми точками и точками на середине сторон, если сторона криволинейная и описывается кривой второго порядка. Таким образом, подобласть описывается 4 - 8 точками, которые имеют произвольную нумерацию и свои координаты в глобальных осях R и Z. Каждая сторона подобласти имеет свой порядковый номер от 1 до 4 против часовой стрелки, причем сторону с номером 1 определяет пользователь (отмечена стрелкой на рис. 1).

4. Подготовка данных для расчета

Значения входных данных программы для рассматриваемого случая помещены в табл. 1 – 4. В первую таблицу (табл.1) заносится общее число точек, подобластей и признак печати координат узлов треугольных элементов (IPCH=1), во вторую (табл. 2. ) - координаты точек, описывающих все подобласти, в третью (табл. 3 ) - данные соединения зон между собой. Для каждой стороны зоны указывается номер зоны, с которой она граничит, если таковой нет записывается 0. Так первая подобласть имеет общую сторону 1 со второй, подобласть 2 имеет общую сторону 1 с третьей подобластью, 4 - с первой подобластью и тд.. В последней таблице (табл. 4. ) вводятся для каждой зоны число строк и столбцов узлов КЭ (относительно первой стороны ) и номера узлов подобласти с левого углового узла первой стороны против часовой стрелки, причем угловые номера записываются в столбцы 1,3,5,7. Следует отметить, что формат записи исходных данных в различных редакциях программы может меняться, однако основные правила выбора и разбиения подобластей сохраняются. Окончательное разбиение на элементы и нумерация узлов показаны на рис. 2.

Для достижения минимального значения ширины матрицы при расположении зон придерживались общего эмпирического правила: начинать с самой верхней зоны и двигаться вниз и направо

В результате генерации сетки КЭ получим ее экранное изображение (рис.2)

а)

б)

Рис. 2. Конечно-элементная схема

Используя информацию о нумерации КЭ после выполнения программы генерации сетки, зададим механические характеристики, материалов, из которых изготовлены детали конструкции (ориентируясь по разбивке на подобласти ( см. рис.2.). Составим таблицу 5 и 6 экранного меню.

Т а б л и ц а 5