19. 05. 2021

Řešení pomocí 2D skořepinových elementů

Na obr.6 jsou zobrazeny nosníky tvořené skořepinovými elementy. Každý nosník je tvořen 4 uzlovými skořepinovými elementy o různé velikosti, která se mění z největší velikosti elementu 500 mm po nejmenší velikost elementu 5 mm. Skořepinový element je plošný element, kde tloušťka je definována ve vlastnostech daného elementu.

Obr. 7 Nosníky tvořené skořepinovými elementy

 

Jelikož zde se již jedná o 3d model, tak zatížení je možné zadávat jak do uzlu jako v řešení přes nosníkové elementy, tak taky na hranu nebo plochu buďto modelu nebo samotného elementu. V tomto případě bylo zvoleno propojení všech uzlů na volném konci nosníku pomocí tzv. RBE2 elementu a zatížení bylo definováno do jeho nezávislého uzlu, ze kterého je zatížení distribuováno do závislých uzlů na volném konci nosníku viz obr.7.

Obr. 8 Definice okrajových podmínek na nosnících tvořených skořepinovými elementy

 

Na obr. 8 je zobrazena výsledná deformace a posunutí na nosnících, které jsou tvořené skořepinovými elementy. Zde se již výsledky posunutí i natočení volných konců nosníků dle použité velikosti elementů liší. Výsledky jsou shrnuty v tabulce na obr.9. Tvar ohybu je u nosníků s velkými elementy zřetelně lámaný a až na nosníku kde byla použita velikost elementu 50 mm je vidět plynulý tvar ohybu.

Obr. 9 Výsledná deformace a posunutí na nosnících tvořených skořepinovými elementy

 

Obr. 10 Výsledky natočení a posunutí na volném konci nosníků tvořených skořepinovými elementy o různé  velikosti

 

Řešení pomocí tělesových elementů

Na obr.10 jsou zobrazeny nosníky tvořeny tělesovými elementy. Každý nosník je tvořen 8 uzlovými tělesovými elementy jejichž velikost je zobrazena na obr.11 v řezu nosníky. Tyto elementy jsou vytaženy po délce nosníku s tím, že počet elementů na délku se mění viz obr. 10.

Obr. 11 Nosníky tvořené tělesovými elementy. Čísla na obrázcích značí počet elementů na délku nosníku

 

Obr. 12 Velikost použitých elementů zobrazených v řezu nosníky

 

Na obr. 12 je zobrazena výsledná deformace a posunutí na nosnících, které jsou tvořené tělesovými elementy. Zde se stejně jako u nosníků tvořených skořepinovými elementy výsledky posunutí volných konců nosníků liší dle použité velikosti elementů. Výsledky natočení u tělesových elementů nejsou k dispozici, protože uzly tělesového elementu mají pouze 3 translační stupně volnosti oproti 6 stupňům volnosti u uzlů skořepinového elementu (3 translační a 3 rotační). Výsledky jsou shrnuty v tabulce na obr.13. Tvar ohybu je stejně jako u předchozích řešení, kde jsou nosníky tvořeny velkými elementy zřetelně lámaný a až na nosníku, který je tvořen 20 801 elementy je ohyb plynulý.

Obr. 13 Výsledná deformace a posunutí na nosnících tvořených tělesovými elementy

 

Obr. 14 Výsledky posunutí na volném konci nosníků tvořených tělesovými elementy

 

Srovnání výsledků

Obr. 15 Graf závislosti výsledků posunutí volného konce nosníku na variantě řešení a použitém přístupu

 

Obr. 16 Graf závislosti výsledků natočení volného konce nosníku na variantě řešení a použitém přístupu

 

Další novinky

Návrh konstrukce s pomocí metody konečných prvků

Schopnost předpovídat chování strojů a zařízení má obecně má velký význam v každé fázi inženýrského procesu...

Číst více

Řešení pomocí tělesových elementů

Na obr.10 jsou zobrazeny nosníky tvořeny tělesovými elementy. Každý nosník je tvořen 8 uzlovými tělesovými elementy...

Číst více