ANSYS

ANSYS - многоцелевой конечно-элементный пакет для проведения анализа в широком круге инженерных дисциплин: прочность, теплофизика, динамика жидкостей и газов, электромагнетизм и многих других.

Изгиб пластины

На данном примере показан изгиб консольно закрепленной балки из упруго-пластичного материала. Совместное использование SHELL и SOLID элементов позволили просто и эффективно использовать вычислительные возможности конечно-элементной среды LS-DYNA, при решении задач пластического деформирования и упругого последействия. Под действием инструмента, движущегося с постоянной скоростью, пластина подвергается пластической деформации преимущественно в зоне изгиба.

Приложение нагрузки к подвижному «инструменту» осуществлялось таким образом, что после достижения им нижней точки, ограничения удалялись. Под действием остаточных упругих сил деформированная пластина, стремясь возвратиться в исходное положение, «выстреливала» инструмент.

Модель пластины состоит из элементов SHELL163 с формулировкой S/R co-rotational Hughes-Liu (ELFORM=7) и моделью материала №3 *MAT_PLASTIC_KINEMATIC.

Сетка создана способом упорядоченного построения сетки из элементов четырехсторонней формы. Соответствие толщины модели пластины физическому аналогу осуществлялось с помощью опции Shell thickness управляющей карты SECTION_SHELL. Модели неподвижной «стены» и  перемещающегося «инструмента» были созданы  из элементов SOLID164.

С помощью управляющей карты BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID, содержащей информацию о траектории движения «инструмента» и граничных условиях, прикладывалась нагрузка к подвижным и неподвижным частям модели. Контактное взаимодействие между элементами модели описывалось контактным алгоритмом FORMING_ONE_WAY_SURFACE_TO_SURFACE, который  оказался удобен тем, что поверхностная ориентация элементов SHELL163, в этом случае, определялась автоматически средствами программы.

На примере этой простой модели были наглядно продемонстрированы широкие возможности решения как динамических задач, так и задач, включающих большие деформации.

Анимацию процесса можно посмотреть здесь: