[стр.-30]
2.10.10. COMBIN14 - пружинный
амортизатор (упругий демпфер)
Описание элемента
Элемент COMBIN14 имеет продольные или крутильные свойства, что позволяет применять его в одномерных (1D), двухмерных (2D) или трехмерных (3D) задачах. Опция продольною упругою демпфера формирует одноосный элемент, воспринимающий растяжение и сжатие, имеющий до трех степеней свободы в каждом узле: перемещения в направлении осрй X, Y и Z узловой системы координат. При этом свойства изгиба и кручения отсутствую]. Опция крутильного упругого демпфера формирует чистый поворотный элемент с тремя степенями свободы в каждом узле: повороты вокруг осей X, Y и Z узловой системы координат. Свойства изгиба или восприятия продольного усилия отсутствуют.
Элемент упругого демпфера не имеет никакой массы. Массы могут быть добавлены при помощи соответствующего элемента массы (см. описание элемента MASS21). Свойства упругости или демпфирования могут быть из элемента устранены. Упругость или демпфирование общего вида также доступны в элементе матрицы жесткости (MATRIX27). Другим элементом упругого демпфера (имеющим направление действия, определенное направлением осей узловой Системы координат) является элемент COMBIN40.
Двухмерные (2D) элементы должны лежать в плоскости с постоянным значением Z.
Исходные данные элемента
Геометрия, расположение узлов и система координат для данного элемента показаны на рис. 2.10 «Геометрия элемента COMBIN14». Элемент определяется двумя узлами, константой упругости (к) и коэффициентами демпфирования (с ) и (cv)2. Возможность демпфирования в статических и динамических без демпфирования задачах не используется. Константа продольной упругости должна иметь размерность сила/длина, коэффициент демпфирования - сила*время/ длина. Константа крутильной упругости и коэффициент демпфирования долж-
Рис. 2.10. Геометрия элемента COMBIN14
ны иметь размерность сила*длина/радиан и сила*длина*время/радиан, соответственно. Для двухмерных (2D) осесимметричных задач значения должны относиться ко всем 360° дуги.
Демпфирование в элементе привносит только коэффициенты демпфирования в матрицу демпфирования модели. Усилие (F) или момент (Т) демпфирования вычисляются следующим образом:
Fx = - cvdux/dt или Те = - cvd9/dt,
где cv является коэффициентом демпфирования, вычисляемым в соответствии с зависимостью cv = (cv), + (cv)2v.
В данном случае v является скоростью, вычисленной на предыдущем промежуточном шаге. Второй коэффициент демпфирования (cv)2 может порождать нелинейное демпфирование, указывая характеристику отдельных окружающих потоков жидкости. Если (су)2 указывается (в качестве геометрической характеристики (cv)2), значение KEYOPT(l) должно равняться 1.
Значения KEYOPT(2) с 1 по 6 используются для определения эдемента в виде одномерного. При использовании данной опции элемент работает в узловой системе координат (см. п. 2.2.2 «Элементы, использующие узловую систему координат» в главе 2 «Описание конечных элементов комплекса ANSYS»). Опции KEYOPT(2) -= 7 и 8 позволяют применять элемент в расчетах тепловых задач и давлений.
Список исходных данных элемента
Узлы - I, J.
Степени свободы:
-UX, UY, UZ при KEYOPT (3) - 0;
-ROTX, ROTY, ROTZ при KEYOPT (3) - 1;
-UX, UY при KEYOPT (3) = 2.
Геометрические характеристики:
-k - константа упругости;
-(cv), - коэффициент демпфирования;
-(cv)2 - коэффициент демпфирования (KEYOPT( 1) должен иметь значение 1).
Свойства материала - DAMP.
Нагрузки, приложенные к поверхности - нет.
Объемные нагрузки - нет.
Специальные возможности:
-нелинейность (если (су)2 не равно нулю);
-увеличение жесткости при приложении нагрузки;
-большие перемещения;
-рождение и смерть.
KEYOPT(l) - признак типа расчета:
-0 - линейный расчет (и по умолчанию);
-1 - нелинейный расчет (требуется при ненулевом значении (cv)2).
KEYOPT(2) - признак выбора степени свободы в одномерных (1D) задачах:
-О - используется опция KEYOPT(3);
-1 - одномерный (1D) продольный упругий демпфер (степень свободы UX);
-2 - одномерный (1D) продольный упругий демпфер (степень свободы UY);
-3 - одномерный (1D) продольный упругий демпфер (степень свободы UZ);
-4 - одномерный (1D) крутильный упругий демпфер (степень свободы ROTX);
-5 одномерный (1D) крутильный упругий демпфер (степень свободы ROTY);
-6 - одномерный (1D) крутильный упругий демпфер (степень свободы ROTZ);
-7 - элемент со степенью свободы давления;
-8 - элемент со степенью свободы температуры.
Примечание. Значение признака KEYOPT(2) заменяет значение KEYOPT(3). KEYOPT(3) - признак выбора степени свободы в двухмерных (2D) и трехмерных (3D) задачах:
-О - трехмерный (3D) продольный упругий демпфер;
-1 - трехмерный (3D) крутильный упругий демпфер;
-2 - двухмерный (2D) продольный упругий демпфер (двухмерный (2D) элемент должен лежать в плоскости X-Y).
Расчетные данные элемента
Расчетные данные, связанные с элементом, делятся на два вида:
-узловые объекты, такие как узловые перемещения, включены в полное узловое решение;
-дополнительные элементные объекты, показанные в табл. 2.10.
Таблица 2.10. Описание расчетных данных элемента COMBIN14
Объект Определение
ELНомер элемента
NODESУзлы - I, J
ХС, YC, ZCКоординаты точки, для которой выводятся результаты
FDRC или TORQУпругое усилие или момент
STRETCH или TWISTПроскальзывание или проворот (в радианах) упругого элемента
RATEКонстанта упругости
VELOCITYСкорость
DAMPING FORCE или TORQUEУсилие или момент демпфирования (нулевое, за исключением вызова
команды ANTYPE.TRANS и наличия демпфирования)
2.10.11. PIPE 16- упругая прямая труба
Описание элемента
Элемент PIPE 16 является элементом, подобным стержню или балке, имеющим возможности поддержки растяжения - сжатия, изгиба и кручения. Элемент имеет шесть степеней свободы в каждом из двух узлов: перемещения в направлении
