Стержень круглого сечения

Шаг 1. Определение материала. Следует определить однородный изотропный материал. (Это вы умеете делать)

Шаг 2. Добавление используемого КЭ. Добавить элемент SOLID92 (10-узловой тетраэдр)

Шаг 3. Создание стержня. Чтобы иметь возможность построить эпюру вдоль диаметра стержня и именно в срединном сечении, необходимо, чтобы в сетке модели были созданы узлы на противоположных концах диаметра. Это будет обязательно сделано, если на соответствующих местах в модели будут созданы Keypoint-ы. Для этого создадим стержень, состоящий из двух половинок–цилиндров длины L/2.

Первый цилиндр:

Preprocessor  Modeling  Create  Volumes  Cylinder  Solid Cylinder

Задать WP X, WP Y, Radius, Depth, нажать OK

Второй цилиндр:

Preprocessor  Modeling  Operate  Extrude  Areas  Along Normal,

Pick area (выбрать торец z = L/2), OK, установить в появившемся диалоге длину цилиндра (параметр “Length of extrusion”)

Развернуть модель на экране можно при помощи правой кнопки мыши (при этом должна быть также нажата клавиша Ctrl)

Шаг 4. Создание сетки. В этой работе нам не понадобится создавать сетку со сгущениями, поэтому просто задаем характерный размер элемента модели.

Preprocessor  Meshing  Mesh Tool  Size Controls (global)  Set, задать размер (Element edge length)

Для выбранного типа элемента нам доступен только метод создания сетки free.

Шаг 5. Задание граничных условий

Создание заделки. Preprocessor  Loads  Define Loads  Apply  Structural  Displacements  On Areas, выбрать торец, OK

Закрепить все степени свободы (All DOF)

При выделении объектов мышкой можно нажать левую кнопку и, не отпуская её, возить мышью до тех пор, пока не выделится нужный объект; потом можно отпустить кнопку

Создание момента. Крутящий момент задается парой сил, приложенных к точкам (keypoints) на торце. Величина силы приведена в конце описания.

Предварительно лучше нарисовать точки:

Utility Menu  Plot  Keypoints  Keypoints

Для задания силы в точке выполняется команда

Preprocessor  Loads  Define Loads  Apply  Structural  Force/Moment  On Keypoints, выбрать точку, OK. Точки следует выбирать в плоскости y = 0.

Задать направление и величину силы в полях Direction of force/mom, Force/moment value

Шаг 6. Решение задачи

Анализ результатов

Шаг 7. Построение эпюры касательных напряжений

Для построения эпюры нам необходимо создать путь (path) на диаметре сечения цилиндра. В трехмерной задаче это сделать не так просто, как на плоскости: узлов слишком много и сразу найти нужные не представляется возможным. Поэтому выделим только узлы в Keypoint-ах:

Utility Menu  Select Entities  Nodes  Attached to  Keypoints  From full, кнопка Select None, потом Apply, Plot, Cancel. Здесь нам помогло то, что стержень был создан состоящим из двух половинок.

Создание пути (path) (Это вы уже знаете) General Postproc  Path Operations  Define Path  By Nodes, выбрать путь, проходящий через все сечение (в середине цилиндра), лежащий в плоскости XZ и параллельный оси X (выбрать два узла, лежащих на геометрических точках — keypoint’ах)

Нарисовать и сохранить график касательного напряжения _yz (SYZ).