Mes-wprow2.pdf

Wprowadzenie do

metody elementów skończonych

MES – Metoda Elementów Skończonych

FEM – Finite Element Method

FEA – Finite Element Analysis

Systemy MES można zaliczyć do grupy programów

CAE (Computer Aided Engineering).

Do najbardziej znanych systemów MES (podobnej klasy) można zaliczyć

programy naukowe:

ABAQUS, Pro-MECHANICA, ANSYS , NISA, ADINA, MARC,

FLUENT, DIANA, (NASTRAN)

oraz programy inżynierskie:

NASTRAN, COSMOS, ALGOR , ROBOT, FEAP

Systemy MES mogą importować modele 3D z następujących programów :

AutoCAD ( ACIS : * .sat ),

SolidEdge, SolidWorks , ( Parasolid : * .x_t, *.igs )

CATIA, Pro-Engineer, Unigraphics .

Mogą to być pliki w formacie:

IGES, (DXF, DWG), ACIS, ParaSolid, Step, UG .

Oprócz tego istnieją specjalistyczne programy, które współpracują z różnymi

systemami CAD i generują dane do wyżej wymienionych systemów MES.

Do programów tej grupy należą:

FEMAP, PATRAN, HYPERMESH, FEMGEN, FEMVIEW, HOUDINI, itp.

Systemy CAD sprzężone z MES:

Pro-Engineer + Pro-Mechanica, CATIA

SolidWorks + COSMOS, SolidEdge +Algor

Ansys DesignSpace v.7, Ansys Workbench v.10

System ANSYS ma wiele zalet, które decydują o jego walorach użytkowych

(spełnia wymogi normy ISO-9001 ). Można do nich zaliczyć:

- język opisu konstrukcji APDL (Ansys Parametric Design Language),

zwany także językiem modelowania bryłowego ( Solid Modeling ),

- bogata biblioteka elementów skończonych

( ponad 200 typówelementów ),

- duże możliwości selekcji cech obiektów i przedstawiania wyników,

- wygodna praca zarówno w trybie wsadowym , jak i

interakcyjnym

(dialogowym),

dobrze opracowana dokumentacja i pomoc

( Manual , Tutorials, Help ).

ANSYS rozwiązuje problemy z następujących działów mechaniki:

- mechanika konstrukcji ( Structure Mechanics ),

- mechanika płynów ( Fluid Mechanics ),

- przewodnictwo cieplne ( Thermal Analysis ),

- elektromagnetyzm ( Electromagnetics ),

- pola sprzężone ( Coupled Fields )

Odnośnie do mechaniki konstrukcji system ANSYS wykonuje obliczenia w

zakresie następujących zagadnień:

- mechanika liniowa : statyka, dynamika, stateczność, pełzanie, optymalizacja,

zmęczenie materiału,

- mechanika nieliniowa : stateczność, zagadnienia kontaktowe, plastyczność,

pękanie , duże odkształcenia (>5%) i duże obroty,

- dynamika liniowa: drgania własne, analiza harmoniczna, analiza modalna,

drgania nieustalone

- struktury: izotropowe, anizotropowe, kompozyty .

Podręczniki podstawowe:

- O.C. Zienkiewicz, Metoda elementów skończonych, Arkady 1972

- J.Szmelter, Metoda elementów skończonych w statyce konstrukcji

- S. Łaczek, Wprowadzenie do systemu elementów skończonych ANSYS

(wersja 5, 5-ED), Kraków 1999

Procedura metody elementów skończonych

Metoda elementów skończonych jest metodą przemieszczeniową i polega na

zastąpieniu konstrukcji jednolitej (ciągłej) modelem dyskretnym (nieciągłym)

zwanym strukturą. Podział konstrukcji na elementy nazywa się dyskretyzacją lub

idealizacją. Dyskretyzacji podlegają:

- wnętrze konstrukcji (powstaje siatka elementów skończonych),

- obciążenia ciągłe (powierzchniowe) oraz

- warunki brzegowe .

Obciążenia ciągłe zastępuje się statycznie równoważnym układem sił

skupionych zaczepionych w węzłach. Oddziaływanie między elementami

występuje poprzez węzły . W związku z tym sztywność modelu MES jest zawsze

mniejsza niż konstrukcji. Zapewniona jest tylko ciągłość przemieszczeń w

węzłach (w bryłach) i także kątów obrotu (w belkach i powłokach).

Nazwa

metody bierze się stąd, że elementy mają małe, ale skończone wymiary

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: