Wprowadzenie do modelowania MES w programie ABAQUS

ISBN: 978-83-7348-557-0

stron:100
format: A4
oprawa: miękka

Metoda Elementów Skończonych (MES) należy obecnie do głównych narzędzi obliczeniowych inżyniera konstruktora. Obszar jej stosowania rozciąga się między innymi na zagadnienia inżynierii lądowej, mechaniki płynów, budowy maszyn, okrętownictwa, lotnictwa, ale także na zagadnienia związane z oddziaływaniami magnetycznymi, przewodnictwem prądu, rozkładem temperatury itd. W istocie trudno wskazać dziedzinę działalności inżynierskiej, w której MES nie święciłaby sukcesów związanych z jej zastosowaniem.

Musimy jednak mocno podkreślić, że twórcze i odpowiedzialne posługiwanie się MES wymaga zrozumienia podstaw metody i jej uwarunkowań, a nie tylko ograniczenia się do bezmyślnego ,,klikania”. Profesor Wilson, senior Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, nestor i światowy autorytet w zakresie metod numerycznych w inżynierii, we wstępie do jednej ze swoich książek [1] dotyczącej MES zaznaczył: ,,do not use a structural analysis program unless you fully understand the theory and approximations used within the program”. Myśl ta musi przyświecać każdemu świadomemu użytkownikowi komercyjnych pakietów MES, tak aby mógł we właściwy sposób stworzyć tzw. model obliczeniowy obiektu, przeprowadzić analizy i umiejętnie oszacować wyniki, a nie dać się omamić i zwieść „produkowanymi” przez program pięknymi kolorowymi rysunkami, np. w postaci map naprężeń, przemieszczeń itp.

Oddajemy do rąk Czytelnika skrypt Wprowadzenie do modelowania MES w programie ABAQUS. System ten jest zaliczany do wiodących komercyjnych i akademickich programów Metody Elementów Skończonych na świecie. Zapoznanie się z rozdziałem instrukcji programu opisującym możliwe zastosowania systemu pozwala tylko częściowo docenić jego możliwości. Program ten bowiem pozwala użytkownikowi na aktywne rozbudowanie funkcjonalności poprzez dodawanie własnych procedur numerycznych opisujących np. równanie konstytutywne czy autorski element skończony.

Ze względu na charakter niniejszego opracowania wyżej wymienione zagadnienia nie będą przedmiotem rozważań skryptu. Przedstawione zadania mają zaznajomić Czytelnika z wstępnymi technikami pracy w środowisku pre- i postprocesora programu związanymi z przygotowaniem modelu oraz poprawną analizą wyników. Rozważania są ograniczone tylko do problemów statyki liniowej. Pokazano możliwe sposoby dyskretyzacji, z jednoczesnym zastrzeżeniem, że nie są to jedyne warianty postępowania. Praktyka autorów w pracy z programem wskazuje, że w miarę nabywania doświadczenia użytkownik samodzielnie rozwinie własne sposoby przygotowania projektu.  W niniejszym skrypcie przyjęto, że zakres niezbędnej do pracy z programem wiedzy obejmuje opanowanie materiału wyłożonego na kursach mechaniki budowli, wytrzymałości materiałów, teorii sprężystości (lub równoważnych) i oczywiście na wykładach z MES. Jako komplementarne rozwinięcie problematyki można zaproponować opracowania [2–8] i cytowaną tam literaturę.


Spis treści:

1. Wstęp

2. Środowisko Programu
2.1. Struktura programu, pliki
2.2. Moduł CAE

3. Belka wspornikowa - model belkowy
3.1. Rozwiązanie analityczne
3.2. Rozwiązanie numeryczne

4. Rura grubościenna w płaskim stanie odkształcenia
4.1. Rozwiązanie analityczne
4.2. Rozwiązanie numeryczne

5. Tarcza z otworem  w płaskim stanie naprężenia
5.1. Rozwiązanie analityczne
5.2. Rozwiązanie numeryczne
5.3. Porównanie rozwiązań

6. Belka wspornikowa - model trójwymiarowy
6.1. Rozwiązanie analityczne
6.2. Rozwiązanie numeryczne
6.3. Porównianie rozwiązań

7. Belka swobodnie podparta - model powłokowy
7.1. Rozwiązanie analityczne
7.2. Rozwiązanie numeryczne
7.3. Porównanie rozwiązań
7.4. Rozwiązanie alternatywne
Bibliografia