Politechnika Świętokrzyska

Wydział Zarządzania i Modelowania Komputerowego

Opracował: dr Jan Lachowski

Cwiczenie 2

Płyta prostokątna ze wzmocnieniem

1. Uruchomić ABAQUS/CAE, Start Create Database.

2. Wejść do modułu Part, utworzyć 3D, odkształcalną część (deformebled) jako wytłoczoną powłokę (shell & extrude), przybliżona wielkość 3 m.

1. Ustawić w Sketcher options Sketch: Grid spacing = 0.5 m, Show grid: 1 out of 1;

2. Narzędzie Creates Lines: Connected, zdefiniować cztery połaczone linie poziome pomiędzy punktami: (-1.0, 0.0), (-0.5, 0.0), (0.0, 0.0), (0.5, 0.0), (1.0, 0.0);

3. Ustawić w Sketcher options Sketch: Grid spacing = 0.1 m;

4. Zdefiniować wzmocnienia jako linie pionowe o długości 0.1 m zaczynające się w punktach (-0.5, 0.0), (0.0, 0.0), (0.5, 0.0);

5. Wynik szkicu części przedstawia rysunek:

3. Wytłoczyć szkic na głębokość 2.0 m w celu utworzenia płyty, przycisk Done,

4. Nazwy: Model_plyta (Model/Rename), Plyta (Part/Rename); nie używać polskich liter!

5. Zdefiniować własności materiału: E = 210GPa, ν = 0.3, dla zakresu plastycznego krzywa rozciągania:

Yield Stress (granica plast.)	300 MPa	325 Mpa	350 MPa	375 MPa	395 MPa	400 Mpa
Plastic Strain (odkształcenie Plast.)	0.0	0.005	0.025	0.100	0.200	0.300

oraz gęstość (własność General) na równą 7800 kg/m³ . Pamiętać, że przedrostek Giga oznacza 1e9, a przedrostek Mega oznacza 1e6. Ustawić General/Regularization (interpolacja danych) dla krzywej rozciągania na wartość 0.3; nazwać materiał Stal.

6. Określić własności dwóch przekrojów (Section):

1. Profil_plyta: grubość (Shell Thickness) równa 0.025 m i materiał Stal;

2. Profil_wzmocnienie: grubość (Shell Thickness) równa 0.0125 m i materiał Stal;

3. przyporządkować (Assign) zdefiniowane przekroje do odpowiednich częsci: 4 fragmentów płyty i 3 wzmocnień; wykorzystać klawisz <Shift> przy zaznaczaniu kolejnych fragmentów i wzmocnień.

7. Montowanie instancji (moduł Assembly)):

1. polecenie Instance/Create i OK; uwaga: w przypadku większej liczby części zaprojektowanych w module Part wykorzystuje się polecenie Merge/Cut... (Scalać/Wyciąć).

2. zaznaczyć punkt w środku płyty poprzez podział środkowej krawędzi; wykorzystać polecenie: Tools/Partition Edge, Use Parameter, Apply (zastosuj), wskazać środkową linię i OK.

3. utworzyć zbiór (Set) wynikowy o nazwie Centrum zawierający punkt w środku płyty, wykorzystać polecenie: Tools/Set/Create, nadać nazwę, Continue, wskazać środkowy punkt i Done.

8. Budowa kroku analizy: moduł Step, polecenie Step/Create; type: Dynamic, explicit, nazwać Uderzenie, Czas trwania (Time period) równy 50 ms (0.050 s); w zakładce Incrementation powinny być ustawione opcje: Type: Automatic, Stable increment estimator (estymator stabilnośći): Global.

9. Zdefiniować pliki z wynikami, opcje w Output w module Step;

1. Output/Field Output Request/Create, nazwa Pola_mech, wybrać zmienne: LE, PEEQ, U (przemieszczenie), S (naprężenie), E (odkształcenie).

2. Output/History Output Request/Create, nazwa Centrum_historia, Continue, zmienne Displacement/Velocity/Acceleration, następnie pozostawić tylko zmienne dla drugiego stopnia swobody, wybrać zbiór Centrum.

3. Ustawić monitorowanie wybranego stopnia swobody; Output/DOF Monitor..., Point region=Centrum, Degree of freedom (DOF) = 2,

10. Warunki brzegowe (Boundary Condition) w module Load, polecenie BC/Create: zadać warunki typu ENCASTRE (zabrane wszystkie stonie translacyjne U i rotacyjne UR) na brzegach płyty, nazwać Zamocowanie _brzegu; przy wybieraniu kolejnych krawędzi brzegu wykorzystać kombinację klawiszy <Shift>-<Click> . Sprawdzić w BC/Manager, że warunki Zamocowanie _brzegu są Created (utworzone) w kroku Initial oraz Propagated (propagowane) w kroku Uderzenie.

11. Zdefiniować amplitudę ciśnienia na powierzchni płyty:

1. Określić amplitudę ciśnienia poleceniem Tools/Amplitude/Create, wybrac opcję Tabular. Wprowadzić zależność ciśnienia od czasu:

Time	0	1 ms	10 ms	20 ms	50 ms
Amplitude	0	7e5	7e5	0	0

Nazwać amplitudę Amp_cisnienie.

12. Zdefiniować obciążenie (też moduł Load):

1. Wybrać Load/Create, w oknie dialogowym nazwać obciążenie Cisnienie, wybrać kategorię Mechanical, typ Pressure; Continue,

2. Wskazać fragmenty powierzchni na które będzie działać ciśnienie (bez wzmocnień); przy wybieraniu powierzchni wykorzystać kombinację klawiszy <Shift>-<Click> ; Done.

3. Wskazać odpowiednią stronę płyty dla działającego ciśnienia poprzez wybranie koloru strzałek; w razie potrzeby użyc opcji Flip a surface (prztyknąć),

4. W oknie dialogowym Edit Load określić jednorodne ciśnienie na wartość (w Magnitude) 1 i wybrać zdefiniowaną amplitudę (w Amplitude); OK. Wartość w magnitude jest mnożona przez wartość amplitudy Amp_cisnienie.

5. Sprawdzić różnicę przy wyświetlaniu obciążeń w kroku Initial i Uderzenie (pole kombi Step).

13. Budowa siatki - moduł Mesh:

1. model płyty powinien być wyświetlany na zielono (podział strukturalny), jeżeli nie jest to ustawić Mesh/Cotrol i zaznaczyć Structured, Type powinien być Quad (czworokąty).

2. wybrać elementy rodzaj elementów, polecenie Mesh/Element type... ; zaznaczyć: Element Library: Explicit (całkowanie typy explicit), Family: Shell (powłoka), Geometric Order (stopień geometrii): Linear ; zostaną wybrane elementy typu S4R (Shell, 4 węzły, Reduced Integration).

3. polecenie Seed/Instance i wybrać globalną wielkość elementu 0.1 m;

4. dla wzmocnień prostopadłych do płyty wybrać Seed/Edge by Number i określić 2 jako liczbę elementów (Number of elements) dla wysokości wzmocnienia ;

5. utworzyć siatkę, polecenie Mesh/Instance i Yes;

14. Zbudować zadanie analizy Job/Create; nazwać np. Job_plyta i uruchomić Job/Submit.

1. Śledzić postęp analizy w Job/Monitor ; zwrócić uwagę na wielkość kroku czasowego w kolejnych przyrostach oraz liczbę przyrostów (Increment).

2. Śledzić również przemieszczenie punktu centralnego w Viewport zgodnie z komunikatem w oknie komunikatów na dole ekranu.

15. Sprawdzić informację wynikową w pliku *.sta (Status file). Otworzyć okno ABAQUS/Command , wyświetlić zawartość pliku.

16. Wczytać plik *.odb lub wybrać Job/Results w module Visualization.

1. Deformed Shape Plot,

2. Wykorzystać narzędzia przesunięcia, obrotu i wielkości do wyświetlania modelu w różnych ujęciach;

3. Animacja: Animate/Time History , sprawdzić opcje animacji na pasku animacji na dole ekranu, zapisać animacje jako plik *.avi : Animate/Save As

17. Historia odkształcenia w punkcie centralnym: Result/History Output , Displacement w NSET Centrum.

18. Powtórzyć analizę przy zmienionych wybranych parametrach:

1. Wprowadzić do materiału tłumienie drgań; w module Property polecenie Material/Mechanical/Damping i parametrowi alfa dać wartość 25.

2. Wykonać analizę i sprawdzić historię zmiennych w punkcie centalnym.

3. Zwiększyć ciśnienie 7.5-krotnie, w module Load polecenie Load/Edit i nadać Magnitude=7.5,

4. powtórzyć analizę i sprawdzić otrzymane rezultaty.

---