Universitatea "POLITEHNICA" din Bucureti FACULTATEA IMST Catedra de Rezistena materialelor Sigurana i Integritatea Structurilor V05

Practica Modelrii cu Elemente Finite

1. Aplicaie Se alege o structur/pies care urmeaz a fi modelat i analizat n cadrul unui program cu elemente finite. Un exemplu, care poate fi preluat n lipsa unei alte teme de interes, se prezint n continuare. Temele alese de student se discut/finalizeaz ca enunt de ctre cadrul didactic.

Osia din oel din Fig. 1 trebuie analizat din punct de vedere static pentru analiza strii de deformaie i tensiune i dinamic pentru obinerea modurilor i frecvenelor proprii. Din motive de simetrie modelul se poate dezvolta numai pentru o poriune din structur. Deoarece modelul de calcul nu este unic, se pot adopta mai multe modele de analiz diferite. Modelul cu elemente finite se poate dezvolta folosind elemente finite de tip tridimensional (SOLID92, SOLID45, SOLID95, etc), bidimensional (SHELL63, SHELL93, etc) i/sau unidimensional (BEAM3, BEAM4, BEAM188, BEAM189, etc). Anumite detalii geometrice se pot neglija, dar motivele din care se fac trebuie justificate.

Fig. 1: Osie montat

Alegerea modelelor de calcul precum i a condiiilor la limit se face n anumite ipoteze simplificatoare care trebuie puse n eviden la nceputul analizei i verificate la sfritul analizei. Aceste aspecte se vor include n prezentarea raportului de calcul

2. Aspecte teoretice 1. Concepte fundamentale n MEF: nod, element finit, grade de libertate, condiii la limit, discretizare, convergen, etc. 2. Matricea de rigiditate, mas i amortizare pentru un element finit. Funcii de form pentru elemente finite solide bidimensionale. Integrarea numeric. 3. Asamblarea matricelor de rigiditate a elementelor. Matricea de rigiditate global mod de obinere, proprieti. 4. Tipuri de analiz structural: static, modal, rspuns dinamic, stabilitate. 5. Tipuri uzuale de elemente finite, clasificare, descriere, etc. 6. Cele trei faze principale ale analizei cu elemente finite. 7. Descrierea sumar a programului ANSYS. 8. Prezentarea elementului finit PLANE42. 9. Prezentarea elementului finit PLANE82. 10. Prezentarea elementului finit SOLID45. 11. Prezentarea elementului finit SHELL63. 12. Prezentarea elementului finit BEAM4 i BEAM188. 13. Medierea tensiunilor la noduri. Modul de prezentare PowerGraphics ON/OFF. 14. Elemente eseniale de preprocesare: modelarea Bottom-Up i Top-Down. 15. Sisteme de coordonate n ANSYS (global, local, nodal, al elementelor, etc) i planul de lucru. 16. La alegere: un aspect considerat important legat de MEF sau de programul ANSYS.

Fig. 2: Dimensiunile i ncrcarea osiei din figura 1

Not: 1. Rezultatele analizei cu elemente finite folosind programul ANSYS precum i descrierea modelrii se prezint (n PowerPoint i/sau ntr-un raport printat) la examen. 2. Aspectele teoretice tratate se prezint de preferin sub forma unui referat printat i/sau n PowerPoint (se recomand utilizarea cu precdere a modului grafic de prezentare).