Приложение ветровой поверхности к цилиндрической поверхности

Shamatarev · 18.04.2012, 11:28

Доброго времени суток уважаемые коллеги.
Нужно приложить ветровую нагрузку к мачте по СП поэлементно в APDL. Я не совсем понял как это реализовать средствами ANSYSa! Если есть знающие люди растолкуйте что куда тыкать !

Код:

[Выделить все]

Est=206000
kv=1.00
Dst=7.85e-3*kv		   		! C учетом веса оборудования
kDst=1.05				! Коэффициент надежности по весу конструкций
Pi=4*ATAN(1)
ncc=10
!------------------Параметры нагрузок------------------
Ga=9.81
Pwind0=0.3						!кПа
Pwind=Pwind0/1000 		!МПа			


!************Геометрические параметры************
!------------------Общие размеры молниеприемника------------------
Nseg=10
Dtank=18.98  $ ts=0.007
Np=2 $ hp=1.5		! количество поясов 

!Размеры элементов
h1=0.15 $ b1=0.25 $ t1=0.008	! Нижняя накладка
h2=0.25 $ b2=0.2-t1 $ b2_1=0.12 $ t2=0.008	! Опорный лист
h3=0.24 $ b3=0.3 $ t3=0.008	! Верхняя накладка
!Молниепринемник 
rad1=0.108/2 $ tr1=0.008
rad2=0.083/2 $ tr2=0.004
rad3=0.036/2 $ tr3=0.0025
rad4=0.030/2 $ tr4=0.0025

hsec=2.25
htop=1.75
!Привязки
E1=0.15-0.02 	! От верха  стенки до верхней накладки
E2=0.015+1+0.02	! От верха стенки до низа нижней накладки 
E3=0.1					 !привяжка ребер от оси молниеприемн 

Rtank=Dtank/2
Fis=360/Nseg
!************Построение модели************
/PREP7
WPRO,,-90 

*do,i,1,Np
cylind,0,Rtank,0,Hp*i,-Fis/2,Fis/2 
*enddo
vdel,all $ lsel,s,loc,x,0,5 $ asll,s $ adel,all,,,1
wpof,,,hp*np

cylind,Rtank,Rtank+t3,-E1-h3,-E1,-asin((b3/2)/Rtank)*180/3.14,asin((b3/2)/Rtank)*180/3.14
cylind,Rtank,Rtank+t3,-E2,-E2+h1,-asin((b1/2)/Rtank)*180/3.14,asin((b1/2)/Rtank)*180/3.14


CSWPLA,11,1,1,1    
vsel,s,loc,z,-E1-h3,0 $ aslv,s
k,,Rtank+t1+b2+b2_1,asin((b3/2)/Rtank)*180/3.14,-E1
k,,Rtank+t1+b2+b2_1,-asin((b3/2)/Rtank)*180/3.14,-E1

k1_1=kp(Rtank+t1,-asin((b3/2)/Rtank)*180/3.14,-E1)
k1_2=kp(Rtank+t1,asin((b3/2)/Rtank)*180/3.14,-E1)
k1_3=kp(Rtank+t1+b2+b2,-asin((b3/2)/Rtank)*180/3.14,-E1)
k1_4=kp(Rtank+t1+b2+b2,asin((b3/2)/Rtank)*180/3.14,-E1)
a,k1_1,k1_2,k1_4,k1_3

vsel,s,loc,z,-E2,-E1-h3 $ aslv,s
k,,Rtank+t1+b2+b2_1,asin((b1/2)/Rtank)*180/3.14,-E2
k,,Rtank+t1+b2+b2_1,-asin((b1/2)/Rtank)*180/3.14,-E2
k2_1=kp(Rtank+t1,-asin((b1/2)/Rtank)*180/3.14,-E2)
k2_2=kp(Rtank+t1,asin((b1/2)/Rtank)*180/3.14,-E2)
k2_3=kp(Rtank+t1+b2+b2,-asin((b1/2)/Rtank)*180/3.14,-E2)
k2_4=kp(Rtank+t1+b2+b2,asin((b1/2)/Rtank)*180/3.14,-E2)
a,k2_1,k2_2,k2_4,k2_3


ksel,s,loc,x,Rtank+t1,Rtank+t1+b2+b2_1
ksel,r,loc,z,-E1

vsel,s,loc,z,-E2,-E1-h3-0.1 $ aslv,s $ asel,a,loc,z,-E2,-E1-h3-0.1
wpro,,90 $ asbw,all				! Рез WP кольцевые 


vsel,s,loc,z,-E1-h3,0 $ aslv,s $ asel,a,loc,z,-E1-h3,0
wpro,,,-asin((E3/Rtank)*180/3.14) $ asbw,all			! Рез WP кольцевые
wpro,,,2*asin((E3/Rtank)*180/3.14) $ asbw,all			! Рез WP кольцевые 
wpro,,,-asin((E3/Rtank)*180/3.14)
wpro,,-90 

k,,Rtank+t1+b2+b2_1,asin((E3/Rtank)*180/3.14),(-E1-h3)/2
k,,Rtank+t1+b2+b2_1,-asin((E3/Rtank)*180/3.14),(-E1-h3)/2
k3_1=kp(Rtank+t1,-asin(E3/Rtank)*180/3.14,-E1)
k3_2=kp(Rtank+t1,-asin(E3/Rtank)*180/3.14,-E1-h2)
k3_3=kp(Rtank+t1+b2+b2_1,-asin(E3/Rtank)*180/3.14,(-E1-h3)/2)
k3_4=kp(Rtank+t1+b2+b2_1,-asin(E3/Rtank)*180/3.14,-E1)
a,k3_4,k3_3,k3_2,k3_1

k4_1=kp(Rtank+t1,asin(E3/Rtank)*180/3.14,-E1)
k4_2=kp(Rtank+t1,asin(E3/Rtank)*180/3.14,-E1-h2)
k4_3=kp(Rtank+t1+b2+b2_1,asin(E3/Rtank)*180/3.14,(-E1-h3)/2)
k4_4=kp(Rtank+t1+b2+b2_1,asin(E3/Rtank)*180/3.14,-E1)
a,k4_4,k4_3,k4_2,k4_1

alls
aovlap,all

wpof,rtank+b2-t1

cylind,,rad1,-E2-0.05,-E2
cylind,,rad1,-E2,-E2+h1
cylind,,rad1,-E2+h1,-E1
cylind,,rad1,-E1,0

! Первая секция
cylind,,rad1,0,hsec-0.15
cone,rad1,rad2,hsec-0.15,hsec
! Вторая секция секция
cylind,,rad2,hsec,hsec*2-0.1
cone,rad2,rad3,hsec*2-0.1,hsec*2
! Третья секция секция
cylind,,rad3,hsec*2,hsec*3-0.5
cone,rad3,rad4,hsec*3-0.5,hsec*3
cylind,,rad4,hsec*3,hsec*3+htop
wpro,,,90 $ asbw,all $ wpro,,,-90
alls

CSWPLA,11,1,1,1    
vsel,s,loc,x,,0.01 $ vdel,all

wpof,-rtank-b2+t1
CSWPLA,11,1,1,1  
k5_1=kp(Rtank+t1,0,-E2)
k5_2=kp(Rtank+t1,0,-E2+h1)
k5_3=kp(Rtank+b2-t1-rad1,0,-E2)
k5_4=kp(Rtank+b2-t1-rad1,0,-E2+h1)
a,k5_1,k5_2,k5_4,k5_3
nummrg,all

!------------------Типы конечных элементов------------------
ET,1,shell181				! Настил, окрайки, стенка
ET,2,solid45
ET,7,surf154				! Поверхность для нагрузок	
!************Постоянные свойства материала************
UIMP,1,EX,,,Est				! Просто сталь  
UIMP,1,DENS,,,kDst*Dst
UIMP,1,NUXY,,,0.3
! -----------------  Для подвесок ----------------
UIMP,2,EX,,,Est			  
UIMP,2,DENS,,,0				! Невесомый материал
UIMP,2,NUXY,,,0.3
! -------------  Для грузовой пленки -------------
UIMP,3,EX,,,0                   		
UIMP,3,DENS,,,0
UIMP,3,NUXY,,,0
!------------------Reals------------------
r,1,ts
r,2,t1
r,3,t2
r,4,t3
r,5,tr1
r,6,tr2
r,7,tr3
r,8,tr4


!------------------Атрибуты------------------
! Свойства элементов 
vsel,all $ aslv,s $ lsla,s
vatt,1,,2
esize,0.01
amesh,all

wpof,rtank+b2-t1
CSWPLA,11,1,1,1    
asel,s,loc,x,rad2+0.0001,rad1
aatt,1,5,1
esize,0.03
amesh,all

asel,s,loc,x,rad3+0.0001,rad2
asel,r,loc,z,0,100
aatt,1,6,1
esize,0.03
amesh,all

asel,s,loc,x,rad4+0.0001,rad3
asel,r,loc,z,0,100
aatt,1,7,1
esize,0.01
amesh,all

asel,s,loc,x,rad5+0.0001,rad4
asel,r,loc,z,0,100
aatt,1,8,1
esize,0.01
amesh,all

wpof,-rtank-b2+t1
CSWPLA,11,1,1,1
asel,s,loc,x,rtank $ vsel,all $ aslv,u
aatt,1,1,1
esize,0.1
amesh,all

CSWPLA,11,1,1,1
asel,s,loc,x,rtank+t1+0.001,100
wpof,rtank+b2-t1
CSWPLA,11,1,1,1
asel,u,real,,5
asel,u,real,,6
asel,u,real,,7
asel,u,real,,8
esize,0.02
amesh,all
alls
nrotate,all	

csys,1
wpcsys,-1 
WPRO,,-90 
CSWPLA,11,1,1,1

asel,s,real,,5
asel,a,real,,6
asel,a,real,,7
asel,a,real,,8
cm,light,area

 alls
finish   ! PREP7
! *************** Связи********************
 /solu
nsel,s,loc,z
D,all,,,,,,UX,uy,uz       ! На нижней кромке стенки
lsel,s,loc,y,-Fis/2 $  lsel,a,loc,y,Fis/2
nsll,s,1
D,all,,,,,,Uy,rotx,rotz
alls

*if,1,eq,10,then
 ! ************** Грузовая пленка **************

 cmsel,s,light
 esla,s $  nsle,s
 type,7
 real,999
 mat,3
 esurf
 alls
*endif

 ! *************** Нагрузка ********************

 
 
 
 ! *************** Решатель********************
acel,0,Ga,0			  ! Включил собств вес 
nlgeom,on
solcontrol,on
autots,on
outresl,all,all
nsubst,1000,999999,100
neqit,100
SOLV

MrWhite · 18.04.2012, 13:23

Можно напрямую к нодам прикладывать, можно сетку КЭ натянуть для нагрузки, наверно еще как можно. Чо там в СП то написано?
И раз уж макрос выложили.. у Вас избыточно количество КЭ вдоль мачты. Я бы в ее направлении сетку покрупнее побил, на точность никак не повлияет в отличии от скорости. Но это так, а вот зачем nsubst,1000,999999,100? Не слишком мелочно?

Shamatarev · 19.04.2012, 08:00

Цитата:

Сообщение от MrWhite

Можно напрямую к нодам прикладывать, можно сетку КЭ натянуть для нагрузки, наверно еще как можно. Чо там в СП то написано?
И раз уж макрос выложили.. у Вас избыточно количество КЭ вдоль мачты. Я бы в ее направлении сетку покрупнее побил, на точность никак не повлияет в отличии от скорости. Но это так, а вот зачем nsubst,1000,999999,100? Не слишком мелочно?

это очень грубая модель сфабрикованная из разных ... над мелочами я особо не думал, а вот что касается нагрузки хотелось бы более конкретный ответ услышать если есть такая возможность.
Есть несколько проблем:
- несовсем понятно как получить из данных СП или СНиП формулу для получения переменной нагрузки по периметру трубы
- как лучше приложить ее через сурфейс или поэлементно ...
и самое главное реализация .... у меня есть мысли на этот счет но пока както размыто ...

MrWhite · 19.04.2012, 08:50

Цитата:

Сообщение от Shamatarev

это очень грубая модель сфабрикованная из разных ... над мелочами я особо не думал, а вот что касается нагрузки хотелось бы более конкретный ответ услышать если есть такая возможность.
Есть несколько проблем:
- несовсем понятно как получить из данных СП или СНиП формулу для получения переменной нагрузки по периметру трубы
- как лучше приложить ее через сурфейс или поэлементно ...
и самое главное реализация .... у меня есть мысли на этот счет но пока както размыто ...

Я не понимаю смысла приложения нагрузки к мачте с учетом ее периметра. Давайте определимся как должна будет выглядеть нагрузка и только потом перейдем к конкретной реализации в Ansys. Иначе будут только общие ответы.

Shamatarev · 19.04.2012, 08:56

Цитата:

Сообщение от MrWhite

Я не понимаю смысла приложения нагрузки к мачте с учетом ее периметра. Давайте определимся как должна будет выглядеть нагрузка и только потом перейдем к конкретной реализации в Ansys. Иначе будут только общие ответы.

Читая СНиП или СП я так понял что нагрузка должна быть приложена по такому вот закону Каритнка из СНиП (СП)
[IMG]http://s019.***********/i612/1204/61/6fb0639d83b5.jpg[/IMG]
, и градиентом по высоте ...

MrWhite · 19.04.2012, 09:57

Цитата:

Сообщение от Shamatarev

Читая СНиП или СП я так понял что нагрузка должна быть приложена по такому вот закону Каритнка из СНиП (СП)
[IMG]http://s019.***********/i612/1204/61/6fb0639d83b5.jpg[/IMG]
, и градиентом по высоте ...

Вы неправильно поняли СП. К резервуарам эта форма применима, к антенам нет.

Shamatarev · 19.04.2012, 09:58

хорошо, а трубы тогда как загружать ?

MrWhite · 19.04.2012, 10:08

Цитата:

Сообщение от Shamatarev

хорошо, а трубы тогда как загружать ?

Вы объясните себе для чего приведена в СП именно эта картина нагружения и вы поймете где ее применять, а где нет.

Shamatarev · 19.04.2012, 10:23

Цитата:

Сообщение от MrWhite

Вы объясните себе для чего приведена в СП именно эта картина нагружения и вы поймете где ее применять, а где нет.

Не хочу показаться резким, но вроде был поставлен конкретный вопрос и хотелось бы получить конкретный ответ... Если можете помочь хорошо, а если нет то смысл писать?
Знал бы я как реализовать это загружение, не стал бы тут писать ...

Chardash · 19.04.2012, 10:51

Shamatarev, один из вариантов, сделать полигональную модель(шаг сканирования 30 град - 12 сторон) и приложить нагрузку к граням.

Shamatarev · 19.04.2012, 10:52

Цитата:

Сообщение от Chardash

Shamatarev, один из вариантов, сделать полигональную модель(шаг сканирования 30 град - 12 сторон) и приложить нагрузку к граням.

А с макросом поможите ?

Chardash · 19.04.2012, 11:06

: ( макросы использую только на исследовательских задачах и во вставках в код WB. для рабочих использую WB и готовую геометрию. считал в скад(вест), получал нагрузки, их прикладывал к граням многоугольника.

Shamatarev · 19.04.2012, 11:08

Цитата:

Сообщение от Chardash

: ( макросы работаю, в основном, на исследовательских задачах. для рабочих использую WB и готовую геометрию. считал в скад(вест), получал усилия, их прикладывал к граням многоугольника.

Понятно ... ну мне собственно и нужно для исследовательской задачи ... ладно что нить сам придумывать буду! спасибо !

MrWhite · 19.04.2012, 11:11

Цитата:

Сообщение от Shamatarev

Не хочу показаться резким, но вроде был поставлен конкретный вопрос и хотелось бы получить конкретный ответ... Если можете помочь хорошо, а если нет то смысл писать?
Знал бы я как реализовать это загружение, не стал бы тут писать ...

Для такого загружения необходимо создать цилиндрическую ЛСК и по формуле в цикле используя координаты узлов в этой ЛСК перебрать все узлы поверхности мачты. SURF154 тут не нужен видимо, нагрузка перпендикулярна поверхности.
Конкретный вопрос изначально звучал так: Нужно приложить ветровую нагрузку к мачте по СП поэлементно в APDL + Читая СНиП или СП я так понял что нагрузка должна быть приложена по такому вот закону Каритнка из СНиП (СП)
Конкретный ответ был такой: Вы неправильно поняли СП. К резервуарам эта форма применима, к антенам нет.
Если Вы хотите приложить нагрузку по сложному закону и хотите узнать принцип это одно. Если тоже самое, но к конкретной конструкции то извольте выслушать замечания и по самой конструкции и по применимости того что вы делаете.

Shamatarev · 19.04.2012, 11:15

Спасибо что растолковали ! но проблема заключается именно в том чтобы получит этот закон ... к шелу его поэлементно применит это уже не проблема ... подскажите если не составит труда к какой схеме обращаться в СНиП. Или если ктото это уже делал, в чем я не сомневаюсь, можно ли посмотреть готовый закон приложения нагрузки ...

MrWhite · 19.04.2012, 11:33

Ну если никто не приведет, то я опишу подробнее: Цилиндрическая ЛСК характеризуется тремя параметрами: высота, угол, дистанция.
Сначала угол:
составляете создаете массив table (чтобы можно было интерполировать автоматически). в котором описываете вот закон с картинки СП. Т.е. угол 0 - значение 1, угол 15 значение 2 и т.д.
Высота:
уставливаете закон изменение интесивности от высоты. Если он не линейный то тотже в table заносите.
Дистанция: не интересует.
Дальше берете угол и высоту положения у узла элемента в ЛСК. Угол в один таблицу высоту в другую таблицу. Перемножаете и вуаля значение давления в точке вы получили.

Shamatarev · 19.04.2012, 12:16

Цитата:

Сообщение от MrWhite

Ну если никто не приведет, то я опишу подробнее: Цилиндрическая ЛСК характеризуется тремя параметрами: высота, угол, дистанция.
Сначала угол:
составляете создаете массив table (чтобы можно было интерполировать автоматически). в котором описываете вот закон с картинки СП. Т.е. угол 0 - значение 1, угол 15 значение 2 и т.д.
Высота:
уставливаете закон изменение интесивности от высоты. Если он не линейный то тотже в table заносите.
Дистанция: не интересует.
Дальше берете угол и высоту положения у узла элемента в ЛСК. Угол в один таблицу высоту в другую таблицу. Перемножаете и вуаля значение давления в точке вы получили.

Ну если не затруднит набросайте Макрос ! а то я пока с командой get не сильно дружу ...

Заранее благодарю !

Фролов Дмитрий · 21.04.2012, 08:44

не по теме конечно замечание, но у вас в модели солиды соединяются с оболочками по узлам...не забывайте, что у них разное количество степеней свобод, и поэтому работать они совместно будут не так, как бы вам наверное хотелось. и мачта сама у вас проходит листы опор насквозь.

Shamatarev · 21.04.2012, 09:44

Цитата:

Сообщение от Фролов Дмитрий

не по теме конечно замечание, но у вас в модели солиды соединяются с оболочками по узлам...не забывайте, что у них разное количество степеней свобод, и поэтому работать они совместно будут не так, как бы вам наверное хотелось. и мачта сама у вас проходит листы опор насквозь.

я в курсе, в новой модели этот недостаток устранен, я выложил эту модель чтобы люди понимали что я хочу

Похожие темы
Тема	Автор	Раздел	Ответов	Последнее сообщение
Проблема с чисткой чертежа	AntonFox	AutoCAD	33	20.02.2013 13:00
Текст на криволинейной (цилиндрической) поверхности.	skalder	AutoCAD	9	19.04.2011 13:11
AutoCAD 2011 при копировании не вставляет в другой чертеж	Maxxwell	AutoCAD	7	07.05.2010 14:44
Развертка на цилиндрической поверхности	Warlord_2007	Другие CAD системы	3	06.10.2008 08:47
SW: как сделать отверстие на цилиндрической поверхности?	Ludmila	SolidWorks	6	19.06.2008 00:29