Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методическое пособие по расчету сварных соединений в CAE-системе Femap.doc
Скачиваний:
3
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
9 Мб
Скачать
☆

7. Выполнение конечно-элементного анализа

Выполняем команду Model | Analysis … На экране появляется диалоговое окно «Analysis Set Manager».  

Нажимаем кнопку «New …». Появляется окно «Analysis Set», в  поле  Title  которого  вводим  заголовок «Analiz» и нажимаем OK.

Появляется окно «Analysis Set Manager», в котором можно задать ряд опций для выполнения конечно-элементного анализа.

Соглашаемся с предложенными системой установками для выполнения конечно-элементного анализа, нажав кнопку Done.

Запускаем процесс  выполнения  конечно-элементного  анализа, выполнив команду File | Analyse …. Время  выполнения  анализа зависит от  быстродействия  компьютера. После выполнения данного процесса система выведет окно Message Review, где будет сказано обнаружены ли ошибки в конечно-элементной модели.

Рис. 79. Диалоговое окно Message Review

Если ошибки не найдены, то приступаем к обработке результатов.

8. Постпроцессорная обработка результатов конечно-элементного анализа

Для вывода информации о напряженно-деформированном состоянии сварного соединения входим в меню View  (вид)  Select  (выбор) (F5). В  разделе  «Model  Style»  (способ  отображения  модели) отмечаем  строку  Quick  Hidden  Line  (быстрое  удаление  невидимых  линий).  В разделе  «Deformed  Style»  (деформированное  состояние) включаем  отображение  деформированного  состояния, отметив параметр Deform. В разделе  «Contour  Style»  (стиль  изолиний) выбираем параметр Contour.

Рис.80. Выбор вида отображаемой модели

Далее нажимаем  кнопку  Deformed  and  Contour  Data  (данные  для  отображения) и входим в диалоговое окно «Select PostProcessing Data» (выбор постпроцессорных данных).

Рис. 90. Диалоговое окно выбора результатов для отображения

В этом диалоговом окне выбираем следующие значения параметров:

В разделе Data Selection параметр Category = Any  Output, параметр Type = Value or Magnitude.

В разделе Output  Set выбираем параметр NX/NASTRAN  Case 1.

В разделе Output Vectors выбираем параметр Deformation = Total Translation, а параметр Contour = Axisym Von Mises Stress (интенсивность напряжений по Мизесу).

Затем нажимаем  OK  в  текущем  окне, и  ещё  раз  OK  в  предыдущем окне  «View  Select». В результате выполненных операций на экране появится  следующее  изображение (рис.41).

Рис.100. Напряженно-деформированное состояние сварного соединения

Рис.101. Распределение напряжений в сварном соединении

Так как нас интересует непосредственно сварной шов, увеличим картинку и рассмотрим его подробнее. Результат можно увидеть на Рис.102. Здесь показано полученное распределение напряжений в сварном шве нашей конструкции. Этот результат свидетельствует о том, что материал шва испытывает сложное напряженное состояние, причем напряжения по сечению распределяются неравномерно. Исследования, произведенные методами теории упругости и подтвержденные экспериментально, показали, что в углах шва имеет место высокая концентрация напряжений.

Рис. 102. Распределение напряжений в сварном шве

Рис. 103. Распределение напряжений в сварном шве по элементам

Для вывода результатов расчета воспользуемся командой Lisp – Output – Results to Data Table. Выведем результаты расчета эквивалентных напряжений внутри сварного шва. В появившемся окне Sends Result to Data Table выбираем во вкладке Output Selection значение Elemental и жмем ОК. Далее появляется диалоговое окно с «векторами результатов». В нем кликаем на необходимые векторы:

- Axisym VonMises Stress (эквивалентные напряжения по гипотезе Мизеса в осесимметричных элементах)

- Axisym Radial Stress (радиальные напряжения, )

- Axisym Azimuth Stress (угловые напряжения, )

- Axisym Axial Stress (осевые напряжения, )

Дaлее вводим в появившемся окне Entity Selection –Select Element(s) to Report (On Surfaces) номера нужных нам элементов. Для этого выбираем все элементы в сварном шве и нажимаем ОК.

Рис.104. Выбор всех элементов поверхности сварного шва

Рис.105. Диалоговое окно выбора элементов поверхности сварного шва

А также выведем основные перемещения узлов в сварном шве. В появившемся окне Sends Result to Data Table выбираем во вкладке Output Selection значение Nodal и жмем ОК. Далее появляется диалоговое окно с «векторами результатов». В нем кликаем на необходимые векторы:

- Total Translation (суммарное перемещение)

- T1 Translation (Перемещение вдоль оси X)

- T2 Translation (Перемещение вдоль оси Y)

- T3 Translation (Перемещение вдоль оси Z)

После чего вводим в появившемся окне Entity Selection –Select Node(s) to Report (On Surfaces) номера нужных нам узлов. Для этого выбираем все узлы в сварном шве и нажимаем ОК.

Рис.106. Выбор всех узлов поверхности сварного шва

Рис.107. Диалоговое окно выбора узлов поверхности сварного шва

Табл.1. Величины деформаций (по узлам) в сварном шве

ID

1..NX NASTRAN Case 1, 1..Total Translation

1..NX NASTRAN Case 1, 2..T1 Translation

1..NX NASTRAN Case 1, 3..T2 Translation

1..NX NASTRAN Case 1, 4..T3 Translation

36

0,03005949

-0,01343765

0

-0,0268887

35

0,02978602

-0,01323348

0

-0,02668487

34

0,02954247

-0,01292706

0

-0,02656405

33

0,02930462

-0,01253911

0

-0,02648644

1142

0,02914238

-0,01304748

0

-0,02605843

1133

0,02912015

-0,0132352

0

-0,02593864

32

0,02907661

-0,01210407

0

-0,02643749

31

0,02885762

-0,01163293

0

-0,02640903

1150

0,02883061

-0,0125963

0

-0,02593333

30

0,02865605

-0,01113818

0

-0,02640285

1157

0,02855876

-0,01214831

0

-0,0258461

29

0,02848298

-0,01062401

0

-0,02642746

28

0,0283554

-0,01008224

0

-0,0265024

1141

0,02833375

-0,01262903

0

-0,02536353

26

0,02832839

-0,008822166

0

-0,02691964

1163

0,0283068

-0,01167374

0

-0,02578757

27

0,02829614

-0,009469241

0

-0,02666467

1132

0,02822875

-0,01296597

0

-0,02507481

1168

0,02807613

-0,01118806

0

-0,02575066

1149

0,02800186

-0,01219306

0

-0,0252078

1172

0,02787254

-0,01069878

0

-0,02573742

1175

0,02770898

-0,01021023

0

-0,02575925

1156

0,02770774

-0,01169633

0

-0,02511802

1178

0,02762681

-0,009222222

0

-0,0260421

1177

0,0276118

-0,009719807

0

-0,02584448

1162

0,02743768

-0,01119889

0

-0,02504817

1140

0,0273808

-0,01228143

0

-0,02447191

1131

0,02724196

-0,01254758

0

-0,02418021

1167

0,02718887

-0,01070668

0

-0,02499203

1148

0,027069

-0,01170766

0

-0,02440617

1171

0,02696367

-0,01022458

0

-0,0249499

1124

0,02690248

-0,008564198

0

-0,02550291

1174

0,02677276

-0,009752464

0

-0,02493332

1155

0,02676396

-0,01118179

0

-0,02431619

1176

0,02666493

-0,00928439

0

-0,02499638

1161

0,0264766

-0,0106664

0

-0,024233

1139

0,02641783

-0,01167745

0

-0,02369681

1166

0,02620174

-0,01016453

0

-0,02414981

1130

0,02620154

-0,01204744

0

-0,02326757

1147

0,02607326

-0,01115189

0

-0,023568

1170

0,02593361

-0,009669106

0

-0,02406367

1154

0,02577312

-0,01060618

0

-0,02348962

1173

0,02567479

-0,009174966

0

-0,02397947

1160

0,02549292

-0,01008462

0

-0,02341345

194

0,02545882

-0,00870611

0

-0,02392394

1138

0,02533232

-0,01115745

0

-0,02274286

1165

0,02523019

-0,00957851

0

-0,02334127

1129

0,02513935

-0,01143385

0

-0,0223887

1146

0,02506995

-0,01054127

0

-0,02274608

1169

0,02499362

-0,009086832

0

-0,02328326

1153

0,02480738

-0,01000523

0

-0,02270025

311

0,02480426

-0,008650311

0

-0,02324701

1159

0,02456857

-0,009498546

0

-0,02265817

1137

0,02439987

-0,010444

0

-0,02205168

1164

0,02435596

-0,009019673

0

-0,02262429

310

0,02418013

-0,008572217

0

-0,02260964

1145

0,02413728

-0,009929456

0

-0,02200032

1128

0,02411941

-0,01076656

0

-0,02158303

1152

0,02393577

-0,00942936

0

-0,02200019

1158

0,02376141

-0,00896813

0

-0,02200403

309

0,0236146

-0,008550919

0

-0,02201207

1136

0,02343729

-0,009878438

0

-0,02125378

1144

0,02331297

-0,009361137

0

-0,02135096

1127

0,02322717

-0,01009059

0

-0,02092084

1151

0,02317942

-0,008921465

0

-0,02139376

308

0,02305661

-0,008511431

0

-0,02142808

1135

0,02275805

-0,009263084

0

-0,02078759

1143

0,02264125

-0,00888129

0

-0,02082663

307

0,02257308

-0,008507282

0

-0,02090862

1126

0,02245303

-0,009464684

0

-0,02036071

306

0,02208539

-0,008490604

0

-0,02038809

1134

0,02206573

-0,008825736

0

-0,02022381

1125

0,02184287

-0,008915885

0

-0,01994036

305

0,02171032

-0,008491893

0

-0,01998063

304

0,02132891

-0,008481503

0

-0,01957005

Табл.2. Величины напряжений (по элементам) в сварном шве

ID

1..NX NASTRAN Case 1, 6028..Axisym Radial Stress

1..NX NASTRAN Case 1, 6029..Axisym Azimuth Stress

1..NX NASTRAN Case 1, 6030..Axisym Axial Stress

1..NX NASTRAN Case 1, 6035..Axisym Von Mises Stress

2146

-25,75537

-103,7145

-212,0266

211,7887

2154

2,079713

-25,4487

26,22484

201,0462

2158

35,08162

12,07617

116,1332

171,4506

2152

-107,071

-87,84377

-79,84409

169,6349

2147

34,59967

-43,37815

-66,94001

169,2199

2148

-12,54904

-64,93358

-88,94913

165,654

2157

125,2805

21,21611

52,42725

163,014

2139

2,446726

-74,57251

-137,5931

161,2408

2149

21,78179

-28,62867

1,640166

159,7141

2059

-86,52784

-104,1384

-100,9712

154,4191

2140

33,73047

-41,91843

-55,64714

145,5603

2156

-12,87441

-23,02439

54,14143

144,4324

2060

-38,28675

-96,0692

-121,8394

137,491

2058

-54,21762

-86,42015

-77,06142

134,9809

2141

-5,984903

-59,69455

-72,453

133,7492

2130

4,737185

-64,49303

-100,6158

131,9192

2142

16,40239

-36,86808

-14,71438

128,5323

2155

-4,94581

-23,41678

41,2265

127,2911

2131

23,71061

-44,86884

-49,80061

125,1094

2151

-3,056357

-32,51218

19,30473

114,2922

2150

-13,31129

-42,49999

-7,635792

112,3498

2119

0,4091136

-61,46935

-80,43555

111,711

2079

-65,45692

-96,08839

-96,79133

111,6979

2132

-6,072205

-58,27191

-61,94107

110,2471

2120

12,21167

-49,53312

-48,05342

109,7912

2133

7,603416

-44,66016

-26,09942

108,1341

2153

15,17101

-26,10614

6,214812

107,1689

2129

9,873242

-59,16082

-91,12678

106,5835

2128

10,53423

-57,89659

-92,04787

104,7063

2118

13,08656

-54,43142

-72,74775

103,8407

2055

-61,94416

-82,28453

-63,07868

103,4977

2077

-45,00403

-79,82282

-67,90851

103,2474

2117

10,0498

-57,07849

-83,08058

103,209

2138

-9,037358

-71,8007

-120,0586

102,9241

2137

-3,485951

-64,54332

-105,6295

101,8799

2075

-41,41522

-74,285

-58,92636

101,5025

2056

-42,62639

-76,19805

-61,15674

101,0861

2054

-37,02522

-71,10817

-55,22814

99,88317

2107

-1,642926

-55,84185

-49,2892

99,83018

2057

-66,31334

-85,94165

-66,062

99,72978

2105

7,240929

-54,75853

-61,99724

97,67298

2106

-7,956021

-62,36057

-69,12043

96,57452

2122

-2,890217

-52,37608

-35,48775

96,00517

2104

3,703819

-57,88799

-73,508

95,94617

2092

-17,37766

-63,41055

-52,74857

95,86771

2121

-10,37492

-59,91469

-57,32392

94,36156

2144

-3,517642

-41,39342

-3,62955

94,16254

2143

-11,69983

-48,89581

-24,49242

93,61484

2094

-31,09328

-70,07635

-54,76202

92,76945

2090

-6,140482

-59,03731

-56,65998

92,41564

2073

-21,72207

-64,89029

-54,17072

91,55453

2145

-52,90556

-94,28103

-156,4682

91,4648

2109

-15,10988

-60,48413

-44,47298

90,5624

2078

-36,89336

-77,31498

-65,72947

89,55521

2091

-18,87476

-65,44022

-62,39774

87,83887

2096

-39,30519

-77,65339

-66,13255

87,71771

2076

-38,80892

-74,81583

-61,25026

87,45382

2089

-8,201054

-60,97311

-65,72464

85,81435

2108

-17,66837

-63,52402

-56,20079

84,92868

2074

-34,66276

-71,31966

-59,88836

84,59843

2103

4,291352

-55,9516

-70,87611

84,01002

2135

-8,301313

-49,49151

-19,81202

82,85442

2116

-0,04708723

-59,00412

-82,61781

82,76068

2053

-47,0477

-73,48509

-56,73652

81,73608

2102

7,237508

-52,01434

-65,2913

81,41557

2088

0,618227

-55,96119

-61,03425

81,29476

2093

-28,3873

-69,10191

-58,20987

80,86549

2134

-13,1175

-53,98612

-34,07106

80,82604

2072

-23,26487

-65,31031

-58,83641

80,31156

2115

4,974442

-52,81085

-71,39361

80,25708

2071

-15,1261

-60,97512

-55,44012

79,92073

2111

-26,47198

-66,68067

-47,52704

79,38611

2087

2,625668

-52,99852

-57,9457

78,1528

2124

-15,81674

-57,57565

-33,39882

78,01648

2095

-30,16971

-70,68291

-55,5576

76,17944

2127

-13,76995

-65,01282

-94,58178

75,5543

2136

-19,29315

-67,1187

-101,318

74,99084

2052

-20,41623

-59,39635

-41,57955

74,14901

2123

-17,26875

-59,21609

-41,46055

73,5015

2126

-5,522452

-55,4629

-75,14196

72,38038

2110

-23,72977

-65,01298

-48,57164

71,01598

2070

-10,78869

-56,81587

-50,71708

70,36552

2051

-32,80695

-65,29317

-50,39944

64,51792

2086

-1,920498

-53,14467

-57,168

62,39166

2101

-5,965906

-55,45001

-66,69678

61,47781

2085

3,383016

-46,77694

-45,82259

61,39963

2100

1,565736

-46,82209

-49,72839

60,61852

2068

-0,6715552

-47,51711

-38,30057

58,35387

2069

-4,155721

-51,96795

-44,613

57,87965

2113

-7,816645

-49,47459

-54,32289

57,00988

2114

-16,63723

-59,42553

-74,77898

55,6333

2050

-8,911587

-48,34026

-23,50571

53,69408

2049

-16,0755

-54,56182

-41,03079

50,64109

2083

0,2159223

-41,58786

-32,56678

48,97121

2098

-7,576344

-44,54237

-39,53476

47,34146

2066

1,601354

-40,72028

-25,6093

46,59652

2084

-6,471845

-48,91471

-46,1897

44,94764

2067

-4,724781

-48,19456

-39,74569

44,69063

2112

-15,75681

-51,0463

-54,12759

44,1328

2125

-35,27177

-65,26612

-80,70346

43,51091

2099

-13,41508

-51,16949

-52,03861

42,73809

2048

-2,616866

-39,52681

-9,964822

42,24886

2043

5,726067

-29,97598

-3,56196

38,48651

2064

0,5037774

-35,67105

-14,83085

36,95671

2081

-7,033071

-37,70966

-18,52505

35,98793

2047

-0,8600689

-42,21951

-22,60403

35,90573

2046

2,825321

-30,8855

5,884422

35,35771

2044

0,7910417

-28,38645

8,48605

34,62923

2045

0,7501284

-37,14248

-16,11328

33,13876

2042

-0,8706591

-26,51005

10,34807

32,78895

2062

-4,966108

-36,78698

-18,84836

32,51463

2065

-5,102582

-39,74398

-18,79181

30,27522

2041

-3,389858

-28,80132

3,647698

29,76463

2080

-9,464275

-37,20695

-16,57837

29,73933

2061

-10,39057

-32,34144

-0,5760465

29,00739

2063

-3,922963

-35,79186

-13,44455

28,45714

2082

-14,04923

-44,96278

-32,22123

28,14366

2097

-25,29527

-49,43222

-40,41561

23,34995

Выведем также величины напряжений и деформаций для трубчатого элемента.

Табл.3. Величины наибольших деформаций (по узлам) в трубчатом элементе

ID

1..NX NASTRAN Case 1, 1..Total Translation

1..NX NASTRAN Case 1, 2..T1 Translation

1..NX NASTRAN Case 1, 3..T2 Translation

1..NX NASTRAN Case 1, 4..T3 Translation

1

0,0522453

-0,003792366

0

-0,05210748

3

0,05200052

-0,004395867

0

-0,05181438

2

0,05166232

-0,004113386

0

-0,0514983

193

0,05143794

-0,004151266

0

-0,05127016

84

0,05132905

-0,004049906

0

-0,05116903

183

0,05131722

-0,004226612

0

-0,05114286

169

0,05087751

-0,004256041

0

-0,05069919

4

0,05085721

-0,004436362

0

-0,05066334

83

0,05059477

-0,004111351

0

-0,05042745

187

0,05047162

-0,004400752

0

-0,05027939

168

0,05020555

-0,004328622

0

-0,0500186

5

0,04992309

-0,004589864

0

-0,04971165

82

0,04988145

-0,004180805

0

-0,04970593

167

0,04949151

-0,004419234

0

-0,04929382

81

0,04916954

-0,004242826

0

-0,04898614

6

0,04898088

-0,004671491

0

-0,0487576

166

0,04879421

-0,00445363

0

-0,04859053

189

0,04849409

-0,00458675

0

-0,04827669

80

0,04845716

-0,004285451

0

-0,04826729

165

0,04816299

-0,004486814

0

-0,04795354

7

0,04803642

-0,004723684

0

-0,04780361

79

0,04774559

-0,004315966

0

-0,04755012

164

0,04745498

-0,0045305

0

-0,04723822

8

0,0470829

-0,004748752

0

-0,04684281

78

0,04703505

-0,004332446

0

-0,04683509

163

0,04666139

-0,004542155

0

-0,04643979

77

0,04632415

-0,004336804

0

-0,0461207

9

0,04612598

-0,004753519

0

-0,04588039

162

0,04594648

-0,004520477

0

-0,04572356

185

0,04563849

-0,004632023

0

-0,04540282

76

0,04561152

-0,004329103

0

-0,04540561

161

0,04531185

-0,004508957

0

-0,04508695

10

0,04516971

-0,004736149

0

-0,04492073

75

0,04489791

-0,00431214

0

-0,04469035

160

0,04461286

-0,004502928

0

-0,04438503

11

0,04420989

-0,00469623

0

-0,04395975

74

0,04418343

-0,004281891

0

-0,04397546

159

0,04390104

-0,004449762

0

-0,04367495

191

0,0436577

-0,004548529

0

-0,04342011

73

0,04346592

-0,004236647

0

-0,04325896

158

0,04326399

-0,004405685

0

-0,04303909

12

0,043254

-0,004631192

0

-0,04300536

Табл.4. Величины наибольших напряжений (по элементам) в трубчатом элементе

ID

1..NX NASTRAN Case 1, 6028..Axisym Radial Stress

1..NX NASTRAN Case 1, 6029..Axisym Azimuth Stress

1..NX NASTRAN Case 1, 6030..Axisym Axial Stress

1..NX NASTRAN Case 1, 6035..Axisym Von Mises Stress

259

3,311503

8,510459

118,4418

116,1776

260

2,148808

6,882714

108,2926

104,2573

164

-5,845532

-24,75496

86,28365

102,9545

15

27,32813

7,783158

100,358

102,1207

117

-3,982976

-31,99476

79,86757

101,0431

270

-6,13658

-83,12059

-104,9779

98,44677

91

47,75607

17,57685

121,5858

92,93011

108

-11,23998

-34,91209

61,33886

90,19691

186

-5,418966

-39,50585

59,15924

89,84521

289

-3,604725

5,152246

89,42847

89,21481

191

5,732691

3,622735

90,12983

85,47333

16

-50,7681

-102,2204

-127,4291

84,84969

159

14,53013

1,278507

88,71664

84,82529

275

-25,28069

-80,34693

-76,27506

79,55537

134

10,46961

-0,9911333

80,5647

78,95191

28

6,489796

-14,92107

62,38169

77,67029

27

-11,07662

-29,05046

36,75372

76,12062

132

44,15785

2,26962

70,34717

76,05777

195

0,3365349

8,583835

79,72685

75,74732

192

14,01307

0,1817432

80,91498

75,17312

82

1,159936

7,860099

77,78168

73,8066

163

-5,831561

-31,94831

44,98409

73,76958

131

5,964187

-16,23214

54,65003

73,06978

294

-2,122817

9,353354

75,83839

72,9931

115

-1,830224

-39,63125

41,44046

71,72112

151

-1,21144

-31,23143

46,22171

71,64929

100

-10,20686

-36,39151

18,46009

71,25568

183

-5,957902

-44,78301

33,94741

71,21944

156

-1,692518

-27,20095

47,87463

70,67175

105

-5,060887

-35,76065

36,78465

70,52681

89

-11,27773

-36,43122

15,66261

70,5208

162

1,145166

3,225098

72,56448

70,5042

258

1,46668

-2,073405

68,84525

69,44601

119

-19,02439

-50,09166

27,34039

69,27293

133

24,58022

-3,142995

72,04543

68,99879

184

-2,596913

-47,99263

26,43026

68,65136

35

-43,2084

-86,93865

-87,37185

67,81794

278

3,19012

-66,64376

-57,42241

67,03138

179

-17,05024

-42,90942

31,77966

67,01406

97

-1,116285

-30,17493

37,03435

66,59647

43

1,409658

-2,369439

65,9798

66,54088

Табл.5. Величины напряжений (по элементам) в сечении сварного шва на срез

ID

1..NX NASTRAN Case 1, 6035..Axisym Von Mises Stress

2157

163,014

2154

201,0462

2148

165,654

2140

145,5603

2130

131,9192

2118

103,8407

2104

95,94617

2088

81,29476

2070

70,36552

2050

53,69408

График распределения напряжений в сечении сварного шва на срез