Modelowanie liniowych i nieliniowych problemów mechaniki ciała stałego i przepływów ciepła w programie ABAQUS

Niniejszy skrypt zawiera zestaw ćwiczeń pozwalających na zapoznanie się z obsługą programu ABAQUS. Skrypt był pisany z myślą o studentach Wydziału Budowy Maszyn i Lotnictwa Politechniki Rzeszowskiej, uczęszczających na zajęcia laboratoryjne z metody elementów skończonych. Jednakże może on być również pomocny dla osób chcących nauczyć się korzystania z programu ABAQUS lub dla osób, które, pracując z innymi programami MES, poszukują rozwiązań konkretnych problemów inżynierskich, tematycznie zbliżonych do ćwiczeń zamieszczonych w tym opracowaniu.

Należy pamiętać o tym, że rozwiązania otrzymywane w metodzie elementów skończonych mają zawsze charakter przybliżony (poza prostymi zagadnieniami dotyczącymi zastosowania prętów i belek). Obliczane przemieszczenia, odkształcenia i co najważniejsze - naprężenia mają zaniżone wartości, co w efekcie nieumiejętnego posługiwania się programem MES na etapie projektowania części maszyn i urządzeń może prowadzić do niebezpieczeństw i zagrożeń podczas ich eksploatacji. W parze z umiejętnością obsługi interfejsu graficznego programu MES musi iść wiedza dotycząca podstaw teoretycznych metody. Spośród książek o tej tematyce wydanych w języku polskim godna polecenia jest praca Gustawa Rakowskiego i Zbigniewa Kacprzyka Metoda elementów skończonych w mechanice konstrukcji.

Ćwiczenia zamieszczone w niniejszym skrypcie dobrane były w taki sposób, aby zaprezentować możliwie wiele opcji programu ABAQUS. Zakłada się, że Czytelnik posiada podstawową wiedzę dotyczącą pracy z programem. Zamieszczone przykłady były przygotowane w wersji 6.8 programu. W przypadku pracy z programem wcześniejszej wersji należy liczyć się z pewnymi różnicami w odniesieniu do tekstu skryptu. Jako uzupełnienie zagadnień ze skryptu zaleca się przeanalizowanie przykładów z podręcznika Getting Started dołączonego do programu. Nazwa podręcznika jest nieco myląca, ponieważ przykłady z Getting Started są w większości skomplikowane. Uczą one prawidłowej pracy z programem oraz właściwego modelowania złożonych zadań. Dodatkowo pokazują, jak diagnozować problemy, jakie mogą się pojawić w trakcie rozwiązywania nieliniowych zadań MES.

SPIS TREŚCI:

Wstęp 5

1. Płaska kratownica 11

2. Płaska rama z przegubem 20

3. Płaska tarcza z otworami równomiernie rozciągana 28

4. Płaska wyżłobiona płyta obciążona ciśnieniem 35

5. Importowanie geometrii utworzonej w zewnętrznych programach CAD 44

6. Tarcza wirująca stałej grubości 52

7. Kontakt walca z płaską płytką 59

8. Połączenie śrubowe pokrywy z kołnierzem 68

9. Modelowanie zadania crash test na przykładzie zderzenia dwóch rur 79

10. Analiza dynamiczna użebrowanej płyty obciążonej wybuchem 87

11. Utrata stateczności wygiętej rury poddanej działaniu obciążeń ściskających i zginających 96

12. Stacjonarny przepływ ciepła w pręcie 102

13. Niestacjonarny przepływ ciepła w płycie grzewczej żelazka 113

14. Naprężenia cieplne w hamulcu tarczowym 121

15. Wskazówki dotyczące samodzielnego studiowania dokumentacji programu ABAQUS 133

Zalecana literatura 134