1.定义文件名
GUI:单击Utility Menu→File→Change Jobname,弹出一个对话框,在输入栏中输入“the variable thickness of the disc”,单击“OK”按钮。
2.定义参数
在命令输入窗口中输入:R1=0.65,R2=4。
3.选择单元
GUI:单击Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete,弹出对话框,单击“Add”按钮,弹出单元类型设置面板,如图7-3所示,在左边选择Shell,然后在右边选择3D 8node 281单元,单击“OK”按钮,返回单元类型界面,然后单击“Close”按钮关闭对话框。
图7-3 单元类型设置面板
4.定义材料模型
(1)定义变厚度圆盘的应力-应变关系
GUI:单击Main Menu→Preprocessor→Material Props→Material Models,弹出一个对话框,单击Structural→Linear→Elastic→Isotropic,弹出各向同性线弹性材料定义面板,如图7-4所示,输入EX=2.1E11、PRXY=0.3,单击“OK”按钮,关闭对话框,继续单击Structural→Nonlinear→Inelastic→Rate Independent→Isotropic Hardening Plasticity→Mises Plasticity→Bilinear,弹出非线性各向同性材料模型定义面板,如图7-5所示,输入屈服应力(Yield Stress)=5E8,切线模量(Tang Mod)=9E9,单击“OK”按钮。
图7-4 各向同性线弹材料定义面板
(2)定义变厚度圆盘的密度
在弹出的对话框中,继续单击Structural→Density,弹出密度定义面板,如图7-6所示,输入DENS=7200,单击“OK”按钮。选择Material→Exit,退出定义材料模型行为的面板。
图7-5 非线性各向同性材料模型定义面板
图7-6 密度定义面板
5.定义圆盘的变厚度截面
(1)定义厚度函数
GUI:单击Utility Menu→Parameters→Functions→Refine/Edit,弹出函数编辑器面板,如图7-7所示,按照面板设置函数的坐标系为柱坐标系((X,Y,Z)interpreted in CSYS:1),输入函数表达式,然后单击File→SAVE,在弹出的保存文件对话框中输入函数名为BJ,单击“Save”按钮。
图7-7 函数编辑器面板
(2)读入厚度函数
GUI:单击Utility Menu→Parameters→Functions→Read File,弹出读入函数文件对话框,选择刚保存的FC文件,单击打开,弹出函数加载器设置面板,如图7-8所示,输入表格参数名(Table parameter name)为BJ,输入完毕,单击“OK”按钮。
图7-8 函数加载器设置面板
(3)定义壳体截面
GUI:单击Main Menu→Preprocessor→Sections→Shell→Lay-up→Add/Edit,弹出创建和修改壳体截面面板,如图7-9所示,设置截面偏离位置(Section Offset)为底面(Bottom- Plane),选择截面函数(Section Function)为BJ,因为是变厚度的截面,所以设置积分点数(Integration Pts)为7,其他保持默认,单击“OK”按钮。(www.xing528.com)
图7-9 创建和修改壳体截面面板
6.建立模型
GUI:单击Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Circle→Annulus,弹出定义圆环面板,如图7-10所示,输入圆环中心坐标:WPX=O、WPY=O,圆环内半径Rad-l=Rl,圆环外半径Rad-2=R2,单击“OK”按钮。
7.划分网格
(1)打开网格划分工具
GUI:单击Main Menu→Preprocessor→Meshing→MeshTool
(2)设置网格属性
单击网格划分工具中单元属性( Element Attributes)中的“Set”按钮,弹出网格属性设置面板,如图7-11所示,设置截面号( Section number)为1,其他保持默认,单击“OK”按钮。
图7-10 定义圆环面板
图7-11 网格属性设置面板
(3)设置总体网格尺寸
单击网格划分工具中尺寸控制区域(Size Controls)中的总体控制中的设置(Set)按钮,弹出总体网尺寸设置面板,如图7-12所示,在单元尺寸中输入0.25,单击“OK”按钮。
图7-12 总体网格尺寸设置面板
(4)进行网格划分
选择网格划分工具面板上的网格划分按钮(Mesh),弹出拾取对话框,拾取圆盘,单击“OK”按钮。
(5)观察变厚度有限元模型
1)设置显示单元
GUI:单击Utility Menu→PlotCtrls→Style→Size and Shape,弹出单元尺寸和形状设置面板,如图7-13所示,勾选显示单元(Display of element)一项,单击“OK”按钮。
图7-13 单元尺寸和形状设置面板
2)显示单元
GUI:单击Utility Menu→Plot→Elements,显示变截面圆盘的有限元模型,如图7-14所示,由图7-14可知,圆盘的截面变化规律与之前输入的函数变化完全一致。
图7-14 变截面圆盘有限元模型
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