COSMOSWorks part 9 doc

Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click biểu tượng Mesh và chọn Create.. Khi phân tích xong, chương trình sẽ tạo ra các thư mục kết quả trong COSMOSWorks Manager.. Khi tạo lưới để phâ

9

10

4 Click vào hộp Spot weld faces khác rồi click bề mặt của trần trong vùng đồ họa

5 Click vào hộp Spot weld locations rồi làm như sau:

a Click dấu cộng (+) cạnh thư mục Locations for Spot Weld 1 trong cây FeatureManager bay

ra

b Chọn tất cả các điểm trong thư mục này Các điểm tham chiếu xuất hiện trong Spot weld locations

c Chọn mm từ trình đơn đơn vị rồi gõ 3 cho hộp Spot weld diameter

6 Click Apply COSMOSWorks sẽ liên kết hai shell được chọn theo đường hàn chấm được xác

định qua các điểm tham chiếu và xóa tất cả các hộp chọn để cho phép bạn định nghĩa các mối hàn chấm khác

7 Với kiểu liên kết được chọn này, xác định đường hàn thứ hai để liên kết trần với sườn xe còn

lại, như hình minh họa Dùng các điểm trong thư mục Locations for Spot Weld 2 để tham chiếu

Tất cả các điểm hàn này đều có cùng đường kính (3 mm)

11

12

8 Click OK

Tạo lưới cho mô hình và chạy nghiên cứu:

1 Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click biểu tượng Mesh và chọn Create

2 Trong bảng thuộc tính, click Options

3 Làm như sau:

a Chọn: High, Standard, 4 Points, Smooth surface và Automatic shell surface realignment

b Hủy Automatic transition và Enable automatic looping for solids

c Click OK

4 Chọn Run analysis after meshing

5 Click OK

COSMOSWorks sẽ tạo lưới và chạy phân tích tĩnh Khi phân tích xong, chương trình sẽ tạo ra các thư mục kết quả trong COSMOSWorks Manager

Xem kết quả phân tích

1 Trong COSMOSWorks Manager, click dấu cộng (+) cạnh thư mục Stress Biểu tượng Plot1 (-vonMises-) xuất hiện

2 Right-click biểu tượng Plot1 (-vonMises-) và chọn Edit Definition Bảng thuộc tính Stress Plot xuất hiện

3 Đặt Units là psi

4 Double-click biểu tượng Plot1 (-vonMises-) Biểu đồ ứng suất von Mises hiển thị trong vùng

đồ họa

13

14

4 Lưu công việc của bạn và đóng tài liệu assembly

Phân tích tĩnh bằng lưới hỗn hợp

Bài này hướng dẫn bạn phân tích tĩnh một tổ hợp dùng các phần tử shell và solid trong cùng một nghiên cứu Khi cả đồng thời có cả 2 kiểu phần tử này cùng tồn tại, bạn có một kiểu lưới hỗn hợp

Khi tạo lưới để phân tích, phần mềm sẽ căn cứ vào kích thước nhỏ nhất của mô hình để xác định cỡ của các phần tử hữu hạn dùng trong tính toán:

• Đối với mô hình khối đặc, lưới solid tạo ra các phần tử là những khối tứ diện với các cạnh có chiều dài xấp xỉ nhau

• Đối với mô hình có những vách mỏng, nếu vẫn dùng lưới solid thì số lượng phần tử hữu hạn trở nên rất lớn, do phần mềm đã lấy chiều dày tấm mỏng làm cơ sở để xác định cỡ phần tử Hậu quả là khiến cho quá trình tính toán kéo dài và chiếm dụng nhiều tài nguyên hệ thống Vì vậy, với những chi tiết mỏng, nên chọn kiểu lưới shell, là loại lưới gồm các phần tử tam giác phẳng với số lượng tương đối ít để giảm khối lượng tính toán

• Với những mô hình có cả những phần có chiều dày lớn và những phần khác có chiều dày nhỏ, việc sử dụng mô hình lưới hỗn hợp cho phép tạo lưới kiểu shell cho những phần mô hình mỏng

và tạo lưới kiểu solid cho những phần có ba kích thước tương đương Thủ thuật này làm giảm đáng kể số lượng phần tử, nhờ vậy làm tăng tốc độ tính toán lên nhiều lần, nhưng vẫn đảm bảo

độ chính xác cần thiết cho các kết quả

Trong bài này, bạn sẽ học cách:

• Tạo một nghiên cứu với lưới hỗn hợp

• Ghép vỏ mỏng vào

• Bổ sung các kết nối

Mở tài liệu và tạo một nghiên cứu:

1 Mở thư mục cài đặt SW\Examples\MixedMesh-1.sldasm) Bạn cũng có thể thiết kế 2 chi tiết này ở 2

part khác nhau rồi đưa chúng vào môi trường assembly để thực hiện bài tập

2 Click nhãn COSMOSWorks Manager trên đỉnh panel

3 Tạo một nghiên cứu tĩnh với tên là MixedMesh

4 Trong bảng thuộc tính, dưới Name, chọn kiểu lưới là Mixed mesh, rồi click OK

5 Right-click Study và chọn Properties

6 Trong hộp thoại, dưới Solver, chọn Direct sparse, rồi click OK

Định nghĩa tấm mỏng:

1 Right-click Shells trong COSMOSWorks Manager và chọn Define by Selected Surfaces

2 Trong bảng thuộc tính, chọn bề mặt như hình minh họa cho Selection (Face).

3 Chọn đơn vị là mm và gõ 5 cho Shell thickness

4 Click OK

Gán vật liệu, áp lực và khống chế:

1 Right-click Solids, chọn Apply Material to All và gán Ductile Iron từ thư mục Iron của thư viện vật

liệu cosmos materials

2 Right-click Shells, chọn Apply Material to All và gán cùng vật liệu này cho tấm mỏng

3 Đặt áp lực 3 psi vuông góc với bề mặt như hình minh họa dưới:

4 Gán khống chế cố định Fixed cho mặt trụ của 6 lỗ

Gán các kết nối:

Một kết nối sẽ liên kết hai đỉnh trên mô hình với nhau bởi một thanh cứng có khớp bản lề tại hai đầu Có thể hình dung như đây là một cái "xích đông" có hai dây thép căng hai góc tấm ngang với hai góc cao của tấm đứng

1 Right-click Load/Restraint và chọn Connectors

2 Trong bảng thuộc tính, dưới Type, chọn Link

3 Chọn đỉnh 1 như hình minh họa cho Vertex or point for first location

4 Chọn đỉnh 2 như minh họa cho Vertex or point for second location Chắc chắn rằng chọn đúng đỉnh

bề mặt trên của tấm mỏng

5 Click Apply

6 Chọn đỉnh 3 cho Vertex or point for first location

7 Chọn đỉnh 4 cho Vertex or point for second location

8 Click OK.

Xác định vị trí tiếp xúc:

Khi bạn dùng một lưới hỗn hợp, bạn phải gắn kết tấm mỏng với khối solid

1 Tháo bung tổ hợp để tấm mỏng tách rời khỏi khối solid (Trong assembly này đã tạo sẵn cổng nhìn tháo rời)

2 Trong COSMOSWorks Manager, right-click Contact/Gaps và chọn Define Contact Set

3 Trong bảng thuộc tính, chọn Bonded trong Type

4 Chọn cạnh của tấm mỏng cho Faces, Edges, Vertices for Source

5 Chọn bề mặt hẹp dài của solid cho Faces for Target

6 Click OK.

Hãy trở lại cổng nhìn lắp ráp lại bình thường của assembly

Tạo lưới và chạy nghiên cứu:

1 Right-click Mesh và chọn Create

2 Click Options

3 Trong hộp thoại, làm như sau:

a Chọn: High, Standard, 4 Points, và Smooth surface

b Hủy: Automatic transition và Enable automatic looping for solids

c Click OK

4 Chọn Run analysis after meshing

5 Click OK

Xem các kết quả ứng suất:

1 Trải rộng thư mục Stress và double-click Plot1

2 Right-click Plot1 và chọn Edit definition rồi đặt:

• SX: X Normal stress cho Component.

• psi cho Units.

• Top cho Shell face (Để xem ứng suất mặt trên)

• Defined dưới Deformed Shape và gõ 1 cho Scale Factor.

Biểu đồ ứng suất hiển thị trên hình dạng bị biến dạng hiện thời của mô hình

Lu ý: ứng suất tập trung nơi tấm mỏng gặp solid Mặt trên của tấm mỏng cho thấy áp suất tại nơi tiếp

xúc với solid

3 Right-click biểu đồ Stress và chọn Define

4 Trong bảng thuộc tính, chọn:

• SX: X Normal stress cho Component.

• psi cho Units.

• Bottom cho Shell face (Để xem ứng suất mặt dưới).

• Defined dưới Deformed Shape và gõ 1 cho Scale Factor.

Xem kết quả chuyển vị:

1 Trải rộng thư mục Displacement và double-click Plot1

2 Right-click biểu đồ Plot1 để chọn in cho Units

Lưu ý: khoảng cách giữa các điểm liên kết không thay đổi, tức là những chỗ được "căng dây" ở hai góc không bị võng dưới tác động của ngoại lực.

Các phương pháp adaptive

Bạn dùng các phương pháp adaptive để tính ứng suất trong một tấm vuông 20x20 (inch) có một lỗ bán kính 1 inch ở tâm Tấm này dày 1 inch và phải chịu một lực kéo 1000 psi như hình minh họa

Do tính đối xứng, bạn sẽ mô phỏng một phần tư tấm vuông

Trong bài này, bạn sẽ học cách:

• Dùng phương pháp p-adaptive

• Dùng phương pháp h-adaptive

• Xem các biểu đồ hội tụ

Tạo nghiên cứu tĩnh:

1 Mở thư mục cài đặt SW\Examples\ Plate-with-hole.SLDPRT

2 Click nhãn COSMOSWorks Manager

3 Tạo một nghiên cứu tĩnh tên là p-method với lưới solid

(Phương pháp p-adaptive chỉ dùng cho lưới solid.)

Thiết lập các tùy chọn p-Adaptive và gán vật liệu

Thiết lập các thuộc tính của nghiên cứu tĩnh này:

1 Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click p-method, chọn Properties

2 Trong hộp thoại, trên nhãn Options, chọn FFEPlus dưới Solver

3 Trên nhãn Adaptive, dưới Adaptive method, chọn p-adaptive

4 Dưới p-Adaptive options, làm như sau:

a Chọn Total Strain Energy trong Stop when

b Gõ 0.02 cho change is

c Gõ 1 cho Update elements with relative Strain Energy error of

5 Click OK

Gán các thuộc tính vật liệu:

Gán Alloy Steel từ thư viện vật liệu COSMOS

Khống chế bề mặt Face 1:

1 Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click Load/Restraint và chọn Restraints Hộp thoại

Restraint xuất hiện

2 Đặt Type là Use reference geometry

3 Click vào hộp Faces, Edges, Vertices for Restraint rồi click bề mặt Face 1 như minh họa:

4 Nếu cần, click vào hộp Face, Edge, Plane, Axis for Direction rồi Plane 1 từ cây FeatureManager Khống chế cạnh này theo phương Z

5 Dưới Translations, click nút Along plane Dir 2 và chắc chắn rằng giá trị 0 xuất hiện trong hộp này

Không kích hoạt hai hộp khác còn lại

6 Click OK

Tương tự, bạn khống chế cho Face 2 với tham chiếu Plane 1 Lần này, đặt chuyển dịch Along plane Dir

1 bằng không Chắc chắn rằng những hộp dịch chuyển khác không bị kích hoạt

Tiếp theo, bạn khống chế cạnh trên của tấm để không cho chuyển động theo hướng trục tọa độ Z

Khống chế cạnh trên:

1 Trên cây COSMOSWorks Manager , right-click Load/Restraint và chọn Restraints

2 Đặt Type là Use reference geometry

3 Click vào hộp Faces, Edges, Vertices for Restraint, rồi click cạnh trên của tấm như hình minh họa

trên

4 Click vào hộp Face, Edge, Plane, Axis for Direction, rồi chọn Plane1 từ cây FeatureManager

5 Dưới Translations, click Normal to plane và chắc chắn rằng giá trị 0 xuất hiện trong hộp này

6 Click OK

Đặt áp suất: Bạn sẽ đặt áp suất 1000 psi theo hướng trục tọa độ X

1 Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click Load/Restraint và chọn Pressure Bảng Pressure xuất

hiện

2 Dưới Pressure Type, click Use reference Đảm bảo Along plane dir 1 được chọn

3 Trong vùng đồ họa, click bề mặt như hình dưới

4 Click vào hộp Face, Edge, Plane, Axis for Direction, rồi click Plane1 trong cây FeatureManager

5 Dưới Pressure Value, đặt Units là English (IPS) rồi gỗ 1000 vào hộp giá trị Pressure Value

6 Click OK

Tạo lưới cho mô hình và chạy phân tích:

1 Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click Mesh và click Create Bảng Mesh xuất hiện

2 Trong hộp Global Size, gõ 1.5 (inches) Giá trị lớn của Global Size để thể hiện sức mạnh của phương

pháp p-adaptive

3 Chọn Run analysis after meshing

4 Click Options Bảng Options xuất hiện với nhãn Mesh được kích hoạt

5 Làm như sau:

a Chọn High, Standard, At Nodes và Smooth surface

b Hủy Automatic transition và Enable automatic looping for solids

c Click OK

Luôn đặt Jacobian Check là At Nodes khi dùng phương pháp p-adaptive

6 Click OK

Xem ứng suất pháp theo hướng trục tọa độ X

1 Trên cây COSMOSWorks Manager, click dấu cộng (+) cạnh thư mục Stress Plot1 xuất hiện

2 Right-click Plot1 và chọn Show Biểu đồ ứng suất mặc định von Mises stress hiển thị

3 Right-click Plot1 lần nữa và chọn Edit Definition Bảng Stress Plot xuất hiện

4 Trong hộp Display, làm như sau:

a Đặt Component là SX: X Normal stress

b Đặt Units là psi

5 Nếu cần, kiểm Deformed shape, click Defined và gõ 1 vào Scale Factor

6 Trong hộp Property, kiểm Associate plot with name view orientation rồi chọn *Front từ trình đơn thả xuống

7 Click OK

Ứng suất pháp theo phương trục X hiển thị trên hình dạng biến dạng hiện thời của tấm:

Xem các biểu đồ hội tụ

T8o các bi:u đ< h=i t>:

1 Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click Graph1 trong thư mục Convergence Graph và chọn Edit Definition

2 Trong bảng thuộc tính, kiểm tất cả các hộp rồi click OK Biểu đồ hội tụ của tất cả các mục được chọn

sẽ hiển thị

3 Đóng biểu đồ này lại

Kiểm tra các kết quả

Bảng dưới so sanh các kết quả giải tích cho ứng suất pháp lớn nhất theo trục X (SX) với các kết quả dùng và không dùng phương pháp p-method

Dùng phương pháp h-Adaptive

Bạn sẽ giải cùng bài này với phương pháp h-adaptive

Tạo và định gnhĩa một nghiên cứu h-adaptive:

1 Trên cây COSMOSWorks Manager, kéo biểu tượng p-adaptive lên đỉnh cây Hộp thoại Define Study Name xuất hiện

2 Gõ h-method cho Study Name và click OK

3 Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click h-method và chọn Properties

4 Trong hộp thoại, trên nhãn Options, click FFEPlus dưới Solver

5 Trên nhãn Adaptive, dưới Adaptive method, chọn h-adaptive

6 Dưới h-Adaptive options:

a Di chuyển thanh trượt độ chính xác Target accuracy đến 99%

b Đặt Maximum no of loops bằng 5

c Chọn Mesh coarsening

7 Click OK

Tạo lưới mô hình cho h-Adaptive và chạy nghiên cứu

Bạn có thể bắt đầu với kiểu lưới bất kỳ Trong bài này, bạn tạo lưới với cỡ phần tử lớn để thấy phương pháp h-method đã cải thiện độ chính xác như thế nào

Tạo lưới cho mô hình:

1 Trên cây COSMOSWorks Manager, right-click Mesh và click Create Bảng Mesh xuất hiện

2 Trong hộp Global Size , gõ 10.0 (inches) Giá trị lớn này của Global Size được dùng để chứng minh phương pháp h-adaptive đã cải tiến lưới như thế nào

3 Click OK

Khi lưới được tạo xong, right-click biểu tượng Mesh và chọn Show Mesh

Chạy phân tích:

Right-click biểu tượng của nghiên cứu này và chọn Run

Xem các kết quả của phương pháp h-Adaptive

Xem phương pháp h-adaptive đã chuyển đổi lưới như thế nào:

Right-click biểu tượng Mesh và chọn Show Mesh

Xem ứng suất pháp theo trục X:

1 Trên cây COSMOSWorks Manager, click dấu cộng (+) bên cạnh thư mục Stress Biểu đồ Plot1 xuất

hiện

2 Double-click Plot1

Biểu đồ hội tụ:

1 Trên cây COSMOSWorks Manager, click dấu cộng (+) cạnh thư mục Convergence Graph Biểu đồ Graph1 xuất hiện

2 Double-click Graph1

Kiểm tra các kết quả

Sai số hơi lớn là do đã bắt đầu bằng một lưới quá thô

Remote Forces (Tải từ xa)

Các tải từ xa là những tải được đặt tại các vị trí bên ngoài mô hình Các chức năng này sẽ được minh họa bằng cách giải một bài toán dầm chịu lực bằng hai phương pháp Phương pháp thứ nhất là giải bài toán trong một tổ hợp lắp ráp thông thường Trong phương pháp thứ hai, chi tiết chịu lực không xuất hiện

và lực tác động tới phần còn lại như là một lực từ xa

Phương pháp 1:

sử dụng mô hình đầy đủ gồm hai dầm nối tiếp nhau (xanh và vàng)

1 Mở thư mục cài SW\ Examples\ RemoteLoad.SLDASM Bạn cũng có thể xây dựng mô hình tương

tự

2 Click nhãn COSMOSWorks Manager

3 Tạo một nghiên cứu tĩnh với lưới solid

4 Gán vật liệu Alloy Steel từ thư viện vật liệu COSMOS cho cả hai thanh dầm

Thiết lập các ràng buộc và tải

Ràng buộc Fixed vào mặt mút của Back_Cantilever như minh họa dưới:

Đặt một lực 1000 lb vào mút còn lại của mô hình như sau:

1 Trong cây COSMOSWorks Manager, right-click Load/Restraint và chọn Force Bảng thuộc tính Force

xuất hiện

2 Dưới Type chọn Apply force/moment

3 Click vào hộp Faces, Edges, Vertices for Force rồi click mặt mút của Front_Cantilever

4 Click vào hộp Face, Edge, Plane, Axis for Direction rồi chọn mặt Front từ cây FeatureManager (bay

ra)

5 Đặt Units là English (IPS)

6 Dưới Force, click Along plane Dir 2, gõ 1000 và chọn Reverse direction