Huong dan ANSYS sử dụng mô phỏng cơ khí

iải bài toán cơ học là một việc vô cùng cần thiết nhưng rất khó khăn. Nhiều bài toán lớn, giải với mô hình đồ sộ, cần sử dụng rất nhiều biến và các điều kiện biên phức tạp, với không gian nhiều chiều, việc giải bằng tay là một việc không thể thực hiện được. Những năm gần đây, nhờ sự phát triển của các công cụ toán cùng với sự phát triển của máy tính điện tử, đã thiết lập và dần dần hoàn thiện các phần mềm công nghiệp, sử dụng để giải các bài toán cơ học vật rắn, cơ học thuỷ khí, các bài toán động, bài toán tường minh và không tường minh, các bài toán tuyến tính và phi tuyến, các bài toán về trường điện từ, bài toán tương tác đa trường vật lý. ANSYS là một phần mềm mạnh được phát triển và ứng dụng rộng rãi trên thế giới, có thể đáp ứng các yêu cầu nói trên của cơ học. Trong tính toán thiết kế cơ khí, phần mềm ANSYS có thể liên kết với các phần mềm thiết kế mô hình hình học 2D và 3D để phân tích trường ứng suất, biến dạng, trường nhiệt độ, tốc độ dòng chảy, có thể xác định được độ mòn, mỏi và phá huỷ của chi tiết. Nhờ việc xác định đó, có thể tìm các thông số tối ưu cho công nghệ chế tạo. ANSYS còn cung cấp phương pháp giải các bài toán cơ với nhiều dạng mô hình vật liệu khác nhau: đàn hồi tuyến tính, đàn hồi phi tuyến, đàn dẻo, đàn nhớt, dẻo, dẻo nhớt, chảy dẻo, vật liệu siêu đàn hồi, siêu dẻo, các chất lỏng và chất khí

Ph n m m ANSYS ED

M t h ph n m m ña trư ng v t lý ANSYS/Multiphysics ph c v ñào t o là m t công

c t t cho m i ngư i, các cán b các nhà máy, các giáo viên sinh viên các trư ng

Đ i h c k thu t, các cán b các Vi n Nghiên c u Ph n m m ANSYS/ED gi ng

ph n m m ANSYS/Multiphysics, trong ñó gói các tính năng c a ANSYS/Multiphysics và chung m t hư ng d n GUI, nhưng chúng h n ch kích thư c

c a mô hình, khi t o chúng và khi gi i Các gi i h n g m:

ANSYS/ED -Cung c p chuyên nghi p v i các công c h c công ngh ANSYS cho t ng các nhân

ANSYS/ED Student Edition - Có giá tr cho các trư ng ñ i h c cao ñ ng

ANSYS/ED Test Drive - Phiên b n gi i h n th i gian ( 30 ngày ho c 20 l n)

Không có Ph n t composite (SOLID46, SHELL91, vàSHELL99)

Các thu c tính ñư c trình di n c a ANSYS

Danh m c các thu c tính ñáng lưu ý ñư c trình di!n trong các l i gi i

Ch n ch ñ phân tích

Ch n ch ñ phân tích ñi n hình là phương pháp gi i, ñ c ng ph n t (stress

stiffening), ch n phương pháp l p trong bài toán phi tuy n Newton-Raphson

S d ng Help

Toán t Boolean Operations (d a trên cơ s ñ i s Boolean) cung c p công c ñ có

th ghép các d& li u khi dùng các toán t logic như: c ng, tr , chèn Toán t Boolean có giá tr khi d ng mô hình v t r'n Th tích, Di n tích, ñư ng ( volume, area, and line)

Tr c ti p t o ph n t

Đ nh nghĩa ph n t b(ng cách tr c ti p ñ nh nghĩa nút

Các môn khoa h c Discipline

Có 5 lĩnh v c khoa h c có th gi i b(ng ph n m m ANSYS: K t c u-Cơ (structural), Nhi t (thermal), Đi n (electric), T (magnetic), và ch t l)ng (fluid) Nhưng ANSYS cho phép gi i các bài toán ña trư ng v t lý Các trư ng V t lý thư ng tác d ng c p ñôi, như nhi t ñ và chuy n v trong phân tích ng su t -nhi t

h p , các hình n(m trong không gian 2-D ho c 3D, tương ng v i h th ng to ñ

Các ph n t b c cao

Higher-order, or mid-side noded elements, have a quadratic shape function (instead of linear) to map degree-of-freedom values within the element

Interactive Time Required

Đó là các ph n t g n ñúng, dùng trong các bài toán v i giao di n theo bư c Th i gian ñư c l y th i gian c a h th ng máy tính.you, and so on

Tên bài toán

Tên File ñư c ñ t riêng cho t ng bài, nhưng có giá tr trong các phân tích ANSYS

Ph n ki u Jobname.ext, trong ñó ext là ki u File do ANSYS ñ nh tuỳ tính ch t c a

Có 3 m c ñ : d!, trung bình và khó Các bài toán khó có th chuy n thành d!, khi s

d ng bài toán tính theo bư c Tính ch t ñi n hình c a advanced ANSYS có d ng như các bài toán phi tuy n, macro ho c advanced postprocessing

Thu c tính v t li u

Thu ctính v t lý c a v t li u như môñun ñàn h i, m t ñ , luôn ñ c l p v i tham s hình h c Nên, chúng không g'n v i ki u ph n t Thu c tính v t li u quy ñ nh ñ gi i

ma tr n ph n t , nên ñ d! dàng chúng ñư c gán cho t ng ki u ph n t Tuỳ thu c

ng d ng, thu c tính v t li u có th là tuy n tính, phi tuy n, ho c ñ ng hư ng Cũng như ki u ph n t và h(ng s ñ c trưng hình dáng, c n ph i ñ t thu c tính v t li u nhi u l n, tuỳ theo v t li u

ng su t ph ng Plane Stress

Tr ng thái ng su t, trong ñó, ng su t pháp và ng su t ti p theo phương vuông góc b(ng không

H u x lý Postprocessing

ANSYS phân tích theo pha, ñó ta có th xem l i các k t qu phân tích nh các hình

nh màu và các b ng s li u H u x lý chung (POST1) ñư c dùng xem l i k t qu t i

m t bư c nh) trên toàn b mô hình v t th H u x lý theo th i gian (POST26) ñư c dùng xem l i k t qu t i các ñi m ñ c bi t trong mô hình trên toàn b th i gian các

bư c

Preferences

H p tho i "Preferences" cho phép ch n các lĩnh v c k thu t theo yêu c u v i vi c l c

ch n th c ñơn M c ñ nh, th c ñơn ch n ñưa ra t t c các lĩnh v c , các lĩnh v c không áp d ng ñư c %n m Vi c ch n ñư c ti n hành b(ng ñánh d u Thí d , ch n

m c k t c u, thì các m c khác ñư c %n

Ti n x lý Preprocessing

ANSYS là pha phân tích nh p d& li u như mô hình hình h c, v t li u, ki u ph n t cho chương trình

Cung c p b$ sung các tham s hình h c cho ki u ph n t , nh&ng thông tin không th

nh p ñư c vào các nút Đi n hình như, ph n t v) shell là chi u dày v) m)ng, ph n t

d m là di n tích m t c't Các tính ch t này ñư c nh p tuỳ theo ki u ph n t yêu c u

Gi i Solution

Là pha phân tích c a ANSYS, trong ñó xác ñ nh ki u phân tích và ch n, ñ t t i và

ch n t i, kh i ñ ng gi i ph n t h&u h n.M c ñ nh là phân tích tĩnh

M t làm vi c Working Plane (WP)

Là m t m t tư ng tư ng v i g c to ñ Trong h to ñ 2-D (H ñ các hay to ñ

c c) ñư c bám theo t ng gia s khi có lư i hi n Dùng ñ ñ nh v m t ñ i tư ng c a

mô hình G c to ñ c a m t làm vi c ñ các n(m trùng g c to ñ toàn c c

Điều kiện ban đầu

Kích thước của dầm góc được biểu diễn hình kèm theo Dầm được l m bằng thép A36 Môđun đ n hồi 30E6 psi v hệ số Poisson l 0.27

Các giả thiết

Giả sử b i toán l b i toán ứng suất phẳng, do độ d y của dầm theo phương z , bề d y 1/2 inch (1 inch = 2.54cm) nhỏ so với kích thước x,y, v do giả

thiết tải áp lực chỉ tác dụng theo mặt phẳng xly

Trước hết, cần giải quyết mô hình khối tạo ra từ mô hình mẫu 2lD v tự

động chia lưới với các nút v các phần tử

Tóm tắt các bước l Summary of Steps Các bước dựng mô hình hình học Build Geometry

1 Định nghĩa hình chữc nhật

2 Thay hộp điều khiển, tạo lại hình hộp thứ 2

3 Thay vùng l m việc, chọn tọa độ tạo hình tròn của chi tiết

4 Chuyển vùng l m việc xuống dưới v tạo hình tròn thứ 2

5 Thay mặt l m việc

13 Chän trong Preference d¹ng b i to¸n

14 §Þnh nghÜa thuéc tÝnh vËt liÖu

§Æt t¶i Apply Loads

19 §Æt c¸c ®iÒu kiÖn chuyÓn vÞ

20 §Æt lùc

Gi¶i b i to¸n Obtain Solution

21 Gi¶i

Xem kÕt qu¶ Review Results

22.V o General Postprocessor v xem kÕt qu¶:

23 BiÓu diÔn h×nh d¹ng biÕn d¹ng

24 BiÓu diÔn øng suÊt t−¬ng ®−¬ng theo ®iÒu kiÖn von Mises

25 LiÖt kª c¸c ph¶n lùc

26 Tho¸t khái ANSYS

1.3 Xây dựng mô hình hình học Build Geometry Tiền xử lý Preprocessing

Bước 1: Định nghĩa hình chữ nhật

Có nhiều cách để tạo mô hình hình học trong ANSYS, giới thiệu cách lập mô

hình thông dụng Nhân xét: cần gạt có thể thiết lập bằng 2 hình chữ nhật, ghép với 2 nửa đường tròn tại hai đầu Trước hết xác định gốc toạ độ, sau đó, ta dựng hình chữ nhật v hình tròn cơ sở tương quan với gốc toạ độ đy chọn Vị trí của gốc toạ độ l tuỳ ý ở đây, sử dụng tâm của lỗ tròn phía trên tay trái l m tâm tọa

độ Bắt đầu bằng định nghĩa một hình chữ nhật tương ứng với vị trí đó Trong ANSYS, gốc toạ độ n y được gọi l toạ độ to n thể

1 V o : Main Menu >

Preprocessor > >Modeling> Create >

>Areas> Rectangle > By Dimensions

2 Nhập các thông số sau:

X1 = 0 X2 = 6 Y1 = l1 Y2=1

3 Đặt Apply tạo hình thứ nhất

4 Nhập các số sau:

X1 = 4

X2 = 6 Y1 = l1 Y2 = l3 Nhấp chuột v o OK để đóng cửa sổ hội thoại l

Bước 2: Thay đổi kiểm soát vẽ v vẽ lại Một diện tích được vẽ để biểu diễn hai hình chữ nhật cùng m u Để có thể phân biệt rõ giữa các vùng, bật chức năng đánh số diện tích v mầu Hộp thoại

"Plot Numbering Controls" nằm trên menu Tiện ích Utility Menu kiểm soát mục cần được hiện trên cửa sổ đồ hoạ "Graphics Window" Mặc định, mục "Replot" l

vẽ lại, được tự động kích hoạt để thực hiện công việc trên của hộp thoại Thao tác

vẽ lại sẽ lặp lại thao tác vẽ lần cuối cùng (trong trường hợp n y, đó l vẽ diện tích)

1 Utility Menu > Plot Ctrls >

ANSYS lưu trữ các dữ liệu v o trong bộ nhớ

Để lưu trữ dữ kiệu v o một file, hyy sử dụng thao tác SAVE, luôn hiển thị sẵn s ng trên Toolbar Trong ANSYS tên của dữ liệu thường được định dạng

l Nếu bắt đầu ANSYS bằng việc sử dụng các phím tắt, có thể định

rõ một tại con trỏ (mặc định jobname l ) Bạn có thể kiểm tra

hiện tại v o bất kỳ lúc n o bằng cách v o Utility Menu > List > Status

> Global Status Hơn nữa, cũng có thể ghi dữ liệu tiêu biểu đặc trưng trong quá

đy được tạo lưới) bằng cách chọn Utility Menu > File > Save As v ghi rõ

Phải chú ý ghi lại dữ liệu thường xuyên trong quá trình l m việc, như vậy, nếu gặp phải một lỗi n o đó, có thể khôi phục lại dữ liệu từ lần ghi dữ liệu cuối cùng Thực hiện công việc n y bằng thao tác RESUME, được hiện ngay trên Toolbar (Hoặc bạn có thể tìm thấy mục SAVE v RESUME trên Utility Menu dưới File)

Bước 3: Thay đổi mặt l m việc sang toạ độ cực v tạo vòng tròn đầu tiên Bước tiếp theo trong dựng hình l tạo một nửa hình tròn tiếp tuyến với cạnh hình chữ nhật Tâm nằm giữa cạnh ngắn Sau đó kết hợp hình tròn v hình chữ nhật bằng toán tử "Cộng" Add Boolean ( bước 5.) Để tạo được các hình tròn, bạn sẽ phải sử dụng v hiển thị mặt l m việc

Trước khi bắt đầu, hyy phóng to cửa sổ Graphics Window để có thể nhìn

rõ các hình tròn đy được dựng Thực hiện thao tác n y bằng cách sử dụng hộp thoại "PanlZoomlRotate", đó l một hộp kiểm soát đồ hoạ sẽ được dùng trong nhiều mục của ANSYS

4 Utility Menu > WorkPlane >

Display Working Plane ( Bật lên) Chú ý , gốc mặt l m việc được vẽ ngay trên m n hình đồ hoạ (Graphics Window) Tạo độ được biểu diễn

bằng biểu tượng WX v WY; góc vuông bây giờ trùng với gốc toạ đô

X,Y Tiếp đến ta sẽ thay đổi kiểu không gian l m việc WP th nh toạ độ cực, thay đổi bước bắt v biểu diễn lưới

5 Utility Menu > WorkPlane > WP Settings

10 Main Menu > Preprocessor > >

Modeling> Create > >Areas> Circle

> Solid Circle

Chú ý: Đọc cẩn thận trước khi kích

11 Chọn điểm tâm tại:

WP X = 0 (biểu diễn trong m n hình

đồ hoạ dưới đây)

WP Y = 0

12 Chuyển chuột đến bán kính 1 v kích

13 Nhấp OK để đóng menu lựa chọn

14 Thanh công cụ: SAVE_DB

Chú ý: Khi định vị trí con trỏ để kích, giá trị "dynamic" WP X v

Y được hiện trên hộp thoại Solid Circular Area Cũng như vậy, luân lưu kích ta có thể nhập giá trị theo bán kính v o trong hộp thoại

Bước 4: Di chuyển mặt l m việc v dựng hình tròn thứ hai

Cùng một tháo tác, có thể tạo một hình tròn tại đầu cuối khác của thanh, Trước hết, di chuyển mặt l m việc đến tâm của đường tròn thứ hai Cách đơn giản nhất để không phải gõ v o số offset, l di chuyển mặt l m việc WP đến điểm giữa, xác định bằng kích v o điểm gần góc đáy phía dưới, bên phải hình chữ nhật

1 Utility Menu > WorkPlane > Offset WP to > Keypoints

2 Kích v o điểm thấp hơn nằm ở góc bên trái của hình chữ nhật

3 Kích v o điểm thấp hơn nằm ở góc bên phải của hình chữ nhật

5 Chuyển chuột, chọn bán kính 1

v kích nút trái chuột để dựng hình tròn

1 Main Menu > Preprocessor > >

Modeling> Operate > >

Booleans> Add > Areas

2 Kích All để tất cả các diện tích

đ−ợc cộng với nhau

3 Thanh công cụ: SAVE_DB

Bước 6: Tạo đường lượn góc

1 Utility Menu > PlotCtrls >

Numbering

2 Bật chức năng đánh số đường

3 OK để thay đổi các kiểm soát, đóng các hộp thoại v tự động vẽ lại

4 Utility Menu > WorkPlane >

Display Working Plane (khoá)

5 Main Menu > Preprocessor > >

Modeling> Create > >Lines> Line Fillet

Utility Menu > Plot > Lines

Bước 7: Tạo diện tích lượn góc

1 Utility Menu > PlotCtrls > Pan, Zoom, Rotate

2 Kích nút Zoom

3 Di chuột v o vùng dưới góc, kích chuột trái, di chuyển chuột ra ngo i v kích lại

4 Main Menu > Preprocessor > >

Modeling> Create > >Areas> Arbitrary

> By Lines

5 Kích đường 4, 5, v 1

6 OK để tạo diện tích v đóng thực đơn kích

7 Kích v o nút Fit

8 Đóng hộp thoại Pan, Zoom, Rotate

9 Utility Menu > Plot > Areas

10 Toolbar: SAVE_DB

Bước 8: Cộng các diện tích với nhau

1 Main Menu > Preprocessor > >

Modeling> Operate > >

Booleans> Add > Areas

2 Kích All để cộng tất cả các diện tích

3 Thanh công cụ: SAVE_DB

B−íc 9: T¹o lç th«ng ®Çu tiªn

1 Utility Menu > WorkPlane > Display Working Plane (Më)

2 Main Menu > Preprocessor > >Modeling> Create > >Areas> Circle >

B−íc 10: ChuyÓn mÆt l m viÖc v t¹o lç th«ng thø 2

1 Utility Menu > WorkPlane > Offset WP to > Global Origin

2 Main Menu > Preprocessor > >Modeling> Create > >Areas> Circle >

6 Utility Menu > WorkPlane > Display Working Plane (§ãng)

7 Utility Menu > Plot > Replot

Sau khi vẽ lỗ, chưa thấy hiện ra tuy thực tế

đy có

Cần dùng lệnh vẽ đường để thay vẽ diện tích

8 Utility Menu > Plot > Lines

9 Thanh công cụ: SAVE_DB

B−íc 12: Ghi d÷ liÖu v o file model.db

Ghi d÷ liÖu v o file víi tªn

1 Utility Menu > File > Save As

Cần định nghĩa thuộc tính vật liệu Error! Bookmark not defined cho b i toán, trong b i n y, vật liệu l m thanh l thép A36 Steel, với các mô đun đ n hồi Young v hệ số Poisson

3 Nhập 30e6 cho EX

4 Nhập 27 cho PRXY

5 OK để định nghĩa tính năng vật liệu v đóng hộp thoại

6 Material > Exit

Bước 15: Định nghĩa kiểu phần tử v chọn Trong phân tích bất kỳ, cần phải lựa chọn từ thư viện của các phần tử Error!

Bookmark not defined v định nghĩa phần tử xấp xỉ để tiến h nh phân tích

Với b i toán n y, sẽ sử dụng một kiểu phần tử l PLANE82, cấu trúc phẳng 2lD, tứ giác, kết cấu, dạng phần tử bậc cao Việc lựa chọn các phần tử bậc

cao cho phép tạo được lưới thưa hơn các phần tử bậc thấp, trong khi vẫn duy trì

được độ chính xác của lời giải Hơn nữa, ANSYS sẽ tạo ra một số phần tử hình tam giác, như vậy, có thể gây sai số lớn khi sử dụng các phần tử bậc thấp (PLANE42) Cũng cần phải xác định rõ trạng thái ứng suất phẳng với chiều d y chọn trước cho PLANE82 Phải định nghĩa thông số chiều d y l hằng số vật liệu trong bước sau

4 Chọn phần tử phẳng tứ giác 8 nút (PLANE82)

9 Đóng hộp thoại kiểu phần tử

Bước 16: Định nghĩa hắng số thực (Real constants> Hằng số đặc trưng hình học vật liệu)

Để phân tích, do giả thiết ban đầu l trạng thái ứng suất phẳng với chiều

d y nhất định, sẽ nhập chiều d y, coi l thông số của hằng số thực Error!

Bookmark not defined cho PLANE82 Để tìm thêm thông tin về PLANE82, cần sử dụng hệ thống trợ giúp Help của ANSYS ở bước n y, bằng cách kích chuột

v o nút HELP từ hộp thoại

1 Main Menu > Preprocessor

> Real Constants >

Add/Edit/Delete

2 Thêm thiết lập hằng số thực

3 OK cho PLANE82.

Trước khi kích chuột v o nút HELP ở bước tiếp theo, biết rằng, các thông tin trợ giúp có thể xuất hiện trong cùng một cửa sổ, như hướng dẫn n y, bằng cách thay cho các nội dung hướng dẫn Sau khi đọc xong các thông tin trợ giúp, kích chuột v o nút Back để quay trở lại nội dung hướng dẫn n y Nếu nội dung trợ giúp xuất hiện trong một cửa sổ khác với cửa sổ hướng dẫn, hyy thu nhỏ hoặc đóng cửa sổ trợ giúp lại sau khi bạn

đọc xong các thông tin trợ giúp

4 Trợ giúp để dặt trợ giúp về PLANE82

5 Kéo chuột trái xuống để cuộn qua phần tử.

6 Nếu thông tin trợ giúp được thay cho hướng dẫn, kích

v o nút Back để quay về hướng dẫn

7 Nhập 5 cho THK.

8 OK để định nghĩa hằng số thực v đóng hộp thoại

9 Đóng hộp thoại hằng số thực

1.5 Tạo lưới

Bước 17: Tạo lưới diện tích Một tính năng ưu việt của ANSYS l có thể tự động tạo lưới cho mô hình không cần phải định rõ kích cỡ của lưới l tạo lưới mặc định Default Nếu chưa biết rõ l m thế n o để xác định được độ

d y của lưới, hyy để ANSYS l m lần

7 Kích All để tạo lưới cho tất cả

thấy rõ được điều n y, có thể thấy sự khác biệt của các kết quả

trong hậu xử lý Về độ chính xác của các kết quả, hyy xem chương

2 của hướng dẫn

Bước 18: Ghi lưu dữ liệu v o File mesh.db

Cần ghi lưu dữ liệu v o một file có tên, thí dụ

1 Utility Menu > File >

Save as

2 Nhập dữ liệu v o File

3 OK để ghi file v đóng hộp thoại

1.6 Đặt tải Apply Loads Giải Solution

Trước hết chọn kiểu phân tích, mặc định l b i toán tĩnh Cần chọn b i toán có thể tiến h nh tuỳ theo b i toán

Bước 19: Đặt liên kết chuyển vị

Có thể đặt liên kết chuyển vị trực tiếp v o đường trong hình

1 Main Menu > Solution > >

11, 12)

3 OK (Kích v o thực đơn kích)

4 Kích v o All DOF

5 Nhập 0 để không có chuyển

vị

6 OK để đặt liên kết v đóng hộp thoại

7 Utility Menu > Plot Lines

8 Thanh công cụ: SAVE_DB

đường

ANSYS quy ước cho việc đặt tải l các tải có giá trị dương biểu diễn lực ép lên bề mặt (lực nén)

1 Main Menu > Solution > >

Loads> Apply > >Structural>

Pressure > On Lines

đáy của vòng tròn (đường 6)

ANSYS lưu c¸c kÕt qu¶ cña mçi bưíc gi¶i b i to¸n trong file c¬ së d÷ liÖu

v trong c¸c file kÕt qu¶, RST (hoÆc RTH cho b i to¸n nhiÖt,

.RMG cho b i to¸n tõ, v .RFL cho b i to¸n chÊt láng) C¸c c¬

së d÷ liÖu thùc sù chØ chøa duy nhÊt mét bé c¸c kÕt qu¶ t¹i mçi thêi ®iÓm, v× vËy trong tõng bưíc ph©n tÝch hoÆc sau tÊt c¶ c¸c bưíc ph©n tÝch, ANSYS chØ lưu gi÷

kÕt qu¶ cuèi cïng trong file c¬ së d÷ liÖu ANSYS lưu tÊt c¶ c¸c lêi gi¶i v o trong file kÕt qu¶

1.8 Xem kết quả

Hậu xử lý postprocessing

Chú ý :Những kết quả có thể có những khác biệt nhỏ trên các hình trình diễn, do tạo lưới

Bước 22: Nhập hậu xử lý chung v đọc trong dữ liệu kết quả

1 Main Menu > General Postproc > >Read Results> First Set

Bước 23: Vẽ hình dáng biến dạng

1 Main Menu > General Postproc > Plot Results > Deformed Shape

2 Chọn Biến dạng Def + chưa biến dạng undeformed

3 OK

Ta có thể tiến h nh các thủ tục tạo hình động của hình biến dạng

4 Utility Menu > Plot Ctrls >

Animate > Deformed Shape

5 Chọn Def + undeformed

6 OK

7 Chọn trong mục kiểm soát hình

động Animation Controller (không trình b y, nếu cần, sau

đó chọn Close

Bước 24: Vẽ trường ứng suất tương đương von Mises

1 Main Menu > General Postproc > Plot Results > >Contour Plot> Nodal Solu

2 Chọn mục Stress được contoured

3 Cuộn xuống v chọn von Mises (SEQV)

4 OK

Cũng có thể thực hiện thủ tục hình động để xem kết quả

5 Utility Menu > Plot Ctrls >

Animate > Deformed Results

3 Cuèn xuèng v t×m tæng lùc h−íng th¼ng

đứng, FY

4 File > Close (Windows), hoặc Close (X11/Motif), để

đóng cửa sổ

Bước 26: Thoát khỏi chương trình ANSYS Khi thoát khỏi chương trình ANSYS, bạn có thể ghi lại mô hình hình học v phần tải của dữ liệu (mặc định), ghi lại các mô hình hình học, tải, v số liệu kết quả

(một bước thiết lập kết quả), ghi lại mô hình hình học, tải, số liệu kết quả, v dữ

liệu hậu xử lý, có thể ghi lại tất cả v có thể không ghi lại gì Nhưng phải chắc rằng sử dụng ít nhất một lần ghi lưu trữ, nếu muốn lưu lại các file dữ liệu của ANSYS

• Xem các hình ảnh động của ANSYS trong PC với các file AVI hoặc ANIM

• Biến đổi các file ANIM th nh các file AVI

• Gửi các file ảnh động lên trang WEB

B i 2

B i toán nhiệt

Kết tinh kim loại trong khuôn đúc

Nội dung

1 Phạm vi b i toán Problem specification

2 Đề b i toán Problem description

3 Chuẩn bị phân tích nhiệt Prepare for a thermal analysis

4 Xây dựng mô hình hình học Build geometry

5 Định nghĩa vật liệu Define materials

6 Tạo lưới Generate mesh

7 Đặt tải Apply loads

8 Giải toán Obtain solution

9 Xem kết quả Review results

2.1 Phạm vi b i toán Problem specification Các môđun của ansys sử dụng: ansys/multiphysics, ansys/mechanical, ansys/ed

Mức độ khó: vừa phải Yêu cầu thời gian thực hiện b i toán: 60 đến 90 phút Lĩnh vực chuyên môn khoa học: B i toán nhiệt

Kiểu phân tích: B i toán phi tuyến Kiểu phần tử sử dụng: Plane55

Những nội dung đặc trưng liên quan: mô hình solid, dẫn nhiệt, đối lưu, chuyển pha, lựa chọn, kiểm soát lời giải, hậu xử lý biến đổi theo thời gian, tạo h m "get function"

2.2 Đề b i toán

Đây l b i toán phân tích sự truyền nhiệt v chuyển pha của quá trình đúc

Mục đích của b i toán l tìm sự phân bố nhiệt độ của vật đúc bằng thép v của khuôn trong suốt quá trình kết tinh, quá trình xảy ra trong 4 giờ Vật đúc có dạng chữ L với bề d y của khuôn l 4 inch (1 inch = 2.54cm) Quá trình đối lưu xuất hiện giữa khuôn cát v môi trường không khí

Điều kiện ban đầu ( b i toán dùng

hệ Anh):

Tf = 32 + 9/5.Tc Chiều d i : feet (Ft) Khối lượng : slugs (lbfe sec**2/ft)

Thời gian : second (sec) Nhiệt độ : (fahrenhrit) F Lực : lbf

Nhiệt năng : btu

áp suất: psf (lbf/ft**2) Tính chất của vật liệu cát

Hệ số dẫn nhiệt (Kxx): 0.025 Btu/(hreineoF)

Tỷ trọng (dens): 0.054 lb/in3 Nhiệt dung riêng (C): 0.28 Btu/(Lbe0F)

đúc trong khuôn cát

Enthalpy (enth) của thép:

Hệ số m ng: 0.014 btu/(hrein2e0F) Nhiệt độ môi trường: 80 0F

Giả thiết

Để phân tích, đưa về b i toán phẳng 2eD với độ d y 1 đơn vị Đồng thời để giảm nhẹ quá trình tính toán, tính 1 nửa mô hình, phần phía dưới

Tính chất của vật liệu khuôn (cát) l không đổi Còn các tính chất của vật đúc (hệ số dẫn nhiệt v entanpi) phụ thuộc nhiệt độ, hai thông số đó được nhập v o dưới dạng bảng Entanpi cho biết khả năng tích tụ nhiệt (ẩn nhiệt) của kim loại khi kết tinh Hiệu ứng bức xạ được bỏ qua

Để khống chế lời giải, sử dụng thiết lập lựa chọn phi tuyến, gồm tự động tạo bước thời gian Việc tạo bước thời gian tự động có tác dụng xác định chính xác thời gian gia số bước cần thiết để b i toán chuyển biến pha phi tuyến hội tụ Điều

Thép đúc Cát

Mặt song song

đó có nghĩa l giá trị bước thời gian nhỏ hơn sẽ được sử dụng trong suốt quá trình chuyển biến từ kim loại lỏng sang trạng thái đông đặc

Tóm tắt các bước

Để nắm được b i, cần theo tường bước hướng dẫn Tóm tắt các bước như sau:

Chuẩn bị quá trình phân tích nhiệt

1 Chọn b i toán ưu tiên preferences

Dựng hình hình học

2 Định nghĩa các điểm keypoints

3 Tạo các diện tích cho khuôn v vật đúc

Định nghĩa vật liệu

4 Định nghĩa các tính chất vật liệu

5 Vẽ các tính chất vật liệu theo nhiệt độ

10 Kiểm tra việc điều khiển quá trình giải

11 Xác định điều kiện ban đầu cho quá trình ngắn

12 Thiết lập thời gian, khoảng thời gian trong một bước v các thông

17 Thiết lập các kết quả theo hình động

18 Hiển thị các kết quả hình động

19 Thoát khỏi chương trình ansys

2 3 Chuẩn bị phân tích nhiệt Bước 1: Chọn b i toán ưu tiên preferences

Để thiết lập ưu tiên preferences:

1 Main menu > preferences