Презентация на тему MSC.Dytran - 07

и стержневые элементы
Пружины и демпферы
Пружины
Демпферы
Сосредоточенные массы

моделей
Типы элементов:
Объёмные
Четырёхугольные оболочки
Треугольные оболочки
Треугольные мембраны
Балки
Стержни
Пружины и демпферы
Сосредоточенные массы
Жёсткие тела

задаются оператором GRID
Топологию элемента – задаётся оператором Cxx
Свойства элемента

(математическую формулировку) – задаётся оператором Pxx
Материал – тип материала и его параметры задаются операторами DMATxx, DYMATxx или MATxx

Каждый оператор должен иметь свой уникальный номер (ID). На этот номер (например, на номер оператора, описывающего свойство элемента, свойство материала и т.п.) можно ссылаться любое количество раз

описание треугольного оболочечного элемента
DMATEP, 15, 7850., 210E9, .3

PSHELL, 5, 15, .1

CTRIA3, 55, 5, 1, 2, 10

GRID, 1, ,

0., 1., 0.

GRID, 2, , 0., 2., 0.

GRID, 10, , 1., 1.,` 1.

(система координат № 0) используется по умолчанию. Все другие

системы координат в конечном счёте определяются (задаются) по отношению к этой основной системе координат
Конфигурация элементов (по умолчанию) задаётся в основной системе координат
Вычисления выполняются в локальной системе координат элемента
Результаты расчётов по умолчанию представляются в основной системе координат
Локальная координатная система
Расположение узлов может задаваться в локальной координатной системе, определяемой пользователем
Закрепления и нагрузки также могут задаваться в локальных системах координат
Типы координатных систем
Прямоугольная (x, y, z)
Цилиндрическая (R, Θ, Z)
Сферическая (R, Θ, φ)

8-ми узлах (гексагональные элементы)
Элементы PENTA и TETRA – редуцированные

варианты восьми узлового элемента HEXA
Уравнения, описывающие объёмные элементы, включают только три степени свободы узлов, сопряжённых с данными элементами
Для лагранжевых объёмных элементов с ортотропными материалами вычисления ведутся в локальной системе координат

20
Объёмные элементы имеют одну Гауссову точку интегрирования и просты

в использовании
Рекомендуется избегать применения элементов PENTA и TETRA
Элементы PENTA и TETRA – редуцированные формы элемента HEXA и характеризуются худшей точностью. К элементу TETRA это относится в наибольшей степени

CPENTA

CTETRA

CHEXA

описания объёмного лагранжева элемента 71 со свойством 100 и

материалом 200

GRID, 1, , 0., 0., 0.
GRID, 2, , 1., 0., 0.
…описание узлов с 3-го по 8-ой…
CHEXA, 71, 100, 1, 2, 3, 4, 5, 6, +
+, 7, 8
PSOLID, 100, 200

которых “толщина” существенно меньше “длины”
Уравнения, описывающие оболочечные элементы, включают

шесть степеней свободы узлов, сопряжённых с данными элементами
Система координат оболочечного элемента

Элементы Belytschko-Tsay и Hughes-Liu

Элементы Key-Hoff

Ось Z перпендикулярна диагоналям G1-G3 и G2-G4
Ось X – параллельна стороне G1-G2
Ось Y – перпендикулярна осям X и Z


Ось Z перпендикулярна диагоналям G1-G3 и G2-G4
Ось X параллельна линии, соединяющей середины сторон G1-G4 и G2-G3
Ось Y – перпендикулярна осям X и Z

C0-Mindlin, имеет одну точку интегрирования и характеризуется постоянной величиной

деформации
Очень эффективный элемент, позволяет получать хорошие результаты при больших изгибных деформациях
Предполагается, что элемент имеет плоскую форму и при “короблении” элемента результаты могут быть неточными
Толщина элемента постоянна по всей его плоскости
Пример задания свойства элемента Belytschko-Tsay
PSHELL1, 10, 20, BLT, , , , , , +
+, 0.8

C0-Mindlin, имеет одну точку интегрирования и характеризуется постоянной величиной

деформации
Более сложный и более вычислительно затратный по сравнению с элементом Belytschko-Tsay
Элемент может быть “неплоским”, однако при “короблении” элемента точность результатов может снижаться
Толщина по площади элемента может быть неравномерной
Особенно рекомендуется применять в случае использования упруго-пластической модели материала с разрушением
Пример задания свойства элемента Hughes-Liu
PSHELL1, 10, 20, HUGHES, , , , , , +
+, 0.8

с некоторыми улучшениями
Допускается неплоскостность геометрии
Опция “сдвиговая жёсткость” обеспечивает учёт

физически обоснованной жёсткости “коробления”
Высокая точность результатов при очень больших деформациях изгиба и при “короблении”
Не требуется контролировать бездеформационные моды деформации (деформации типа “песочные часы”) при “короблении” элементов
Примерно в два раза более вычислительно затратен по сравнению элементом Belytschko-Tsay
Пример задания свойства элемента Key-Hoff
PSHELL1, 10, 20, KEYHOFF, , , , , , +
+, 0.8
При использовании оператора PSHELL для элементов CQUAD4 подразумевается формулировка Key-Hoff
PSHELL, 10, 20, 0.1

результаты при изгибных деформациях. Этот элемент “жёстче”, чем четырёхузловой

элемент и вследствие этого должен применяться только в “переходных” зонах или в задачах с преобладанием изгибных деформаций
Пример задания свойства элемента CTRIA3
PSHELL1, 10, 20, C0-TRIA, , , , , , +
+, 0.8
При использовании оператора PSHELL для элементов CTRIA3 предполагается формулировка C0-triangle
PSHELL, 10, 20, 0.8
Элемент – мембрана
Пример описания свойств элемента – мембраны (элемент не “сопротивляется” изгибу)
PSHELL1, 10, 20, MEMB, , , , , , +
+, 0.8

/ CTRIA
PSHELL / PSHELL1 / PCOMP

Пример описания оболочечного элемента

71 (формулировка Belytschko-Tsay) со свойством 100 (толщина 0,1) и материалом 200

GRID, 1, , 0., 0., 0.
GRID, 2, , 1., 0., 0.
GRID, 3, , 0., 1., 0.
GRID, 4, , 1., 1., 0.
CQUAD4, 71, 100, 1, 2, 3, 4
PSHELL1, 100, 200, BLT, , , , , , +
+, 0.1

двумя узлами (элемент 1D)
Уравнения, описывающие балочные элементы, включают шесть

степеней свободы узлов, сопряжённых с данными элементами
Система координат элемента-балки







Ось X проходит через узлы G1 и G2
Положение плоскости XY определяется внешним узлом G3; ось Y перпендикулярна оси X
Ось Z перпендикулярна осям X и Y

умолчанию”)
Эффективный балочный элемент, основанный на модели“обобщённой” пластичности: всё сечение

балки одновременно переходит в состояние пластичности (это неприемлемо в случае важности точного моделирования “частично” пластического состояния балки)
Линейная зависимость изгибающего момента: переход в пластическое состояние может происходить на любом из концов
В отличие от MSC.Nastran, в MSC.Dytran нет разницы в формулировках между элементами CBAR и CBEAM

балочного элемента
Площадь поперечного сечения: A
Моменты инерции поперечного сечения: Iyy,

Izz
Полярный момент инерции поперечного сечения: J
Модули пластичности: Zy, Zz (только, если необходимо моделировать текучесть)

Пример задания свойств элемента-балки:
PBAR, 10, 20, 49.3, 10054.0, 333.0, 5193.0

PBEAM1, 10, 20, BELY, , , , , +
+, 49.3, 10054.0, 333.0, 5193.0, 651.8, 85.07

В примере с оператором PBEAM1 моделирование пластического
состояния балки будет выполняться в предположении прямоугольной
формы её сечения (параметр, определяющий форму сечения, имеет
значение, принятое “по умолчанию”, т.е. RECT - прямоугольник)

“частичной” пластичности
Вычислительно более затратный (по сравнению с элементом Belytschko-Schwer),

но обеспечивает моделирование пластического состояния части сечения и применение сложных моделей материала. Рекомендуется применять только при необходимости использования вышеуказанных возможностей
Изгибающий момент постоянен по длине элемента
Задаётся форма и размеры поперечного сечения элемента
Пример задания свойств элемента с прямоугольным сечением
200 мм × 100 мм (Внимание: новый формат оператора!):
PBEAM1, 10, 20, HLSECTS, DYTRAN, , , TSECT, , +
+, 200.0, 100.0, 0.0, 200.

может быть произвольной, в состав балки могут входить различные

материалы
Формулировка элемента – Hughes-Liu
Свойства элементов-композитных балок задаются оператором PBCOMP
Пример задания свойств элемента с прямоугольным сечением (балка из трёх материалов):
PBCOMP, 10, 20, 2.9, , , , , , +
+, , , , , , , 1, , +
+, 0.50, 1.20, 1.0, 18, , , , , +
+, 0.20, 0.90, 1.0, 19

(Gauss’а)
PBEAM1, 10, 20, HUGHES, GAUSS, , ,

, , +
+, 200.0, 200.0, 100.0, 100.0

Лобатто (Lobatto)
PBEAM1, 10, 20, HUGHES, LOBATTO, , , , , +
+, 200.0, 200.0, 100.0, 100.0


В версии 2002 это не актуально (формат оператора изменился)

вычислительном плане) элемент. Необходимо задать только площадь поперечного сечения
Пример

задания элемента – стержня:
CROD, 1, 10, 2, 3
PROD, 10, 20, 10.73

используются операторы
GRID
CBAR /CBEAM / CROD
PBAR / PBEAM / PBEAM1

/ PROD

Пример описания балочного элемента 71 со свойством 100 и материалом 200

GRID, 1, , 0., 0., 0.
GRID, 2, , 1., 0., 0.
GRID, 3, , 0., 0., 1.
CBEAM, 71, 100, 1, 2, 3
PBEAM, 100, 200, 100., 25., 25., , 30.

которых “напоминает” поведение пружин и демпферов
Элементы “пружины” и “демпферы”

сопрягаются с двумя узлами
Элементы “пружины” и “демпферы” с линейными и нелинейными характеристиками
Пружины, имеющие ориентацию в пространстве – CSPR
Скалярные пружины – CELASn
Демпферы, имеющие ориентацию в пространстве – CVISC
Скалярные демпферы – CDAMPn

пространстве
Элементы CSPR сопрягаются с двумя узлами. Усилие в элементе

всегда направлено вдоль прямой, соединяющей узлы, при вращении элемента соответственно поворачивается и направление действия силы

CELASn – скалярные пружины
CELAS1 и CELAS2 могут сопрягаться с одним или двумя узлами. Направление действия силы задаётся при описании элемента и в дальнейшем не зависит от взаимного положения узлов.
Свойства элемента CELAS1 задаются оператором PELASn и могут линейными и нелинейными. Параметры (свойства) элемента CELAS2 указываются непосредственно в операторе, описывающем топологию элемента. Такой элемент может быть только линейным

PELASn могут быть заданы свойства трёх типов элементов –

пружин
Линейные пружины (PSPR и PELAS)
Сила пропорциональна деформации
Разрушение при растяжении/сжатии
Пример: PSPR, 30, 2.7E6
Нелинейные пружины (PSPR1 и PELAS1)
Нелинейная зависимость силы от деформации (она может быть любой “формы”)
Зависимость силы от деформации задаётся таблицей TABLED1
Пример задания пружины с нелинейными свойствами:
PELAS1, 30, 32
TABLED1, 32, , , , , , , , +
+,-1., -1.E6, 0., 0., 1., 1.E9, ENDT

задаваемые пользователем (PSPREX, PELASEX)
Характеристики пружин задаются посредством пользовательских подпрограмм

, , , , , , , +
+, -1.,

-1.E6, 0., 0., 1., 0., ENDT

Моделирование тросов
PSPR1, 30, 32
TABLED1, 32, , , , , , , , +
+, -1., 0., 0., 0., 1., 1.E6, ENDT

Разрушение компонента конструкции
PSPR1, 30, 32
TABLED1, 32, , , , , , , , +
+, -1., -1.E6, 1., 1.E6, 1., 0., 2.0, 0., +
+, ENDT

пространстве
Элементы CVISC сопрягаются с двумя узлами. Усилие в элементе

всегда направлено вдоль прямой, соединяющей узлы, при вращении элемента соответственно поворачивается и направление действия силы

CDAMPn – скалярные демпферы
CDAMP1 и CDAMP2 могут сопрягаться с одним или двумя узлами. Направление действия силы задаётся при описании элемента и в дальнейшем не зависит от взаимного положения узлов.
Свойства элемента CDAMP1 задаются оператором PDAMPn и могут линейными и нелинейными. Параметры (свойства) элемента CDAMP2 указываются непосредственно в операторе, описывающем топологию элемента. Такой элемент может быть только линейным

PDAMP могут быть заданы свойства трёх типов элементов –

демпферов
Линейные демпферы (PVISC, PDAMP)
Сила пропорциональна скорости деформации
Разрушение при растяжении/сжатии
Пример: PDAMP, 30, 2.7E6
Нелинейные демпферы (PVISC1)
Нелинейная зависимость силы от скорости деформации (она может быть любой “формы”)
Зависимость силы от скорости деформации задаётся таблицей TABLED1
Пример задания демпфера с нелинейными свойствами:
PVISC1, 30, 32
TABLED1, 32, , , , , , , , +
+,-1., -1.E6, 0., 0., 1., 1.E9, ENDT

задаваемые пользователем (PVISCEX)
Характеристики демпферов задаются посредством пользовательских подпрограмм

или инерции узлам лагранжевой сетки
Все узлы должны иметь отличную

от нуля массу – либо вследствие задания соответствующих свойств элементов, сопрягающихся с данным узлом, либо за счёт использования элемента CONM2 (опять же сопрягаемого с данным узлом)
Пример описания элемента CONM2 №7, увеличивающего на 0,1 массу, ассоциированную с узлом 9:
CONM2, 7, 9, , 0.1

ПОМНИТЕ: МАССИВНЫЕ СВОЙСТВА В MSC.DYTRAN НАДО ЗАДАВАТЬ
ТОЛЬКО В ЕДИНИЦАХ МАССЫ (И НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ НЕ В ЕДИНИЦАХ
ВЕСА)!!!!