Комплекс жүйелерін модельдеу

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 16 бет
Таңдаулыға:

Қарағанды мемлекеттік техникалық университеті

Кафедра АТҚ

КУРСТЫҚ ЖҰМЫС
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Комплекс жүйелерін модельдеу
----------------------------------- ----------------------------------- ----------

----------------------------------- ----------------------------------- ----------
(пәннің атауы)
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Тақырып:
----------------------------------- ----------------------------------- ----------

----------------------------------- ----------------------------------- ----------

----------------------------------- ----------------------------------- ----------

----------------------------------- ----------------------------------- ----------

----------------------------------- ----------------------------------- ----------

----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Қабылдады:
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Даненова Г.Т.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
(баға) (оқытушының аты-жөні)
----------------------------------- ----------------------------------- ----------

----------------------------------- ----------------------------------- ----------
(қолы) (уақыты)
----------------------------------- ----------------------------------- ----------

----------------------------------- ----------------------------------- ----------

----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Комиссия мүшелері: Орындаған:
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Сағындық Жандос
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
(қолы, аты-жөні) (студенттің аты-жөні)
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
ВТ-20-1
----------------------------------- ----------------------------------- ----------

----------------------------------- ----------------------------------- ----------
(қолы, аты-жөні) (тобы)
----------------------------------- ----------------------------------- ----------

----------------------------------- ----------------------------------- ----------

----------------------------------- ----------------------------------- ----------
(сынақ кітапшасының шифрі, нұсқа)
----------------------------------- ----------------------------------- ----------

Қарағанды 2022
Кіріспе
3
1 Негізгі қатынастар
4
2 Ansys ДК сипаттамасы
14
3 Жазық фермасы есептеу
18
Қолданылған әдебиеттер тізімі

Қосымша А

Мазмұны

Кіріспе
Модельдеу-бұл әлем туралы білім алудың және қолданудың әмбебап әдісі. Модельдеуді әрқашан адам мақсатты іс-әрекетте, әсіресе зерттеу жұмыстарында қолданады. Қазіргі жағдайда математикалық модельдеудің рөлі мен маңызы артып келеді, ол компьютерлік техниканың дамуымен жиі компьютерлік деп атала бастады.
Математикалық (компьютерлік) модельдер логикалық және қатаң формальды сипатына байланысты зерттелетін жүйелердің қасиеттерін анықтайтын негізгі факторларды анықтауға және олардың сыртқы әсерлерге және параметрлердің өзгеруіне реакциясын зерттеуге мүмкіндік береді. Көбінесе математикалық модельдерді табиғи (физикалық) модельдерге қарағанда қолдану оңай және ыңғайлы. Олар нақты тұжырымы қиын немесе мүмкін емес есептеу эксперименттерін жүргізуге мүмкіндік береді.
Бұл жұмыс модельдеу принциптерін және оны жүзеге асыру үшін қолданылатын бағдарламалық жасақтаманы қарастырады. Сондай-ақ, арнайы бағдарламалық жасақтамамен жұмыс істеу әдістерінің түсініктемелері мен түсіндірмелері бар өндірістік желіні модельдеу жұмыстары жүргізілді. Жалпылама түрде модельдеуді жанама білім әдісі ретінде анықтауға болады, онда зерттелетін объект-түпнұсқа басқа объект-модельге сәйкес келеді, ал модель танымдық процестің кейбір кезеңдерінде түпнұсқаны бір немесе басқа жолмен алмастыра алады. Мұндай ауыстыру болатын таным кезеңдері, сондай-ақ модель мен түпнұсқаның сәйкестік формалары әртүрлі болуы мүмкін: 1) модельдеу-бұл қоршаған ортадан келетін, ондағы құбылыстар туралы ақпаратты өңдеуді қамтитын танымдық процесс, нәтижесінде санада объектілерге сәйкес келетін бейнелер пайда болады; 2) белгілі бір ұқсастық қатынастарын түпнұсқа жүйемен (бірінші жүйемен) байланыстыратын кейбір жүйені-модельді (екінші жүйені) құрудан тұратын модельдеу, бұл жағдайда бір жүйені екіншісіне көрсету кіріс ақпаратын тікелей зерттеу нәтижесі емес, ұқсастық қатынастарында көрсетілген екі жүйе арасындағы тәуелділікті анықтау құралы болып табылады.
1 Негізгі қатынастар
Беріктік есептеулерінің тәжірибесінде аналитикалық және
сандық әдістер.Біріншісі математикалық шешім әдістеріне негізделген.
Әдетте күрделі және уақытты қажет ететін шекаралық тапсырмалар. Олар, әдетте, қарапайым конфигурациядағы денелерге қолданылады және күрделі нақты дизайндағы кернеудің таралуын табу қажет болса, көбінесе әлсіз болады.
Сандық (немесе есептеу) әдістер алуды азайтуға мүмкіндік береді
шешімнің сандық мәні кіріс деректерінің сандық мәндеріндегі арифметикалық амалдардың реттілігіне сәйкес келеді, сондықтан компьютерлердегі есептеулерге жақсы бейімделген. Олар дененің пішінімен де, жүктемені қолдану әдісімен де шектелмейді. Белгілі бір нақты мәселелерді тиімді шешуге жарамды көптеген сандық әдістер бар. Өткен ғасырдың 60-жылдарының аяғынан бастап, ең икемді және әмбебап ретінде соңғы элементтер әдісіне артықшылық берілуде.
Соңғы жылдары кеңінен дамыған соңғы элементтер әдісі (МКЭ)
Элемент функциясы ұсыныладыегер берілген элемент үшін тораптың ең аз саны алынды үшбұрышты элемент үшін үшке тең, ал төртбұрыш үшін - төрт.
Егер пайдаланылған түйіндер саны көп болса ең аз болса, онда элемент функциясы сәйкес қисық сызықты беті сонымен қатар, түйіндердің артық саны элементтерді қарастыруға мүмкіндік береді қисық сызықты шекаралармен.
Соңғы екі өлшемді жуықтау здіксіз мән T (x,y) қызмет етеді үздіксіз беттердің жиынтығы,олардың әрқайсысы жеке анықталады
T(x,y) мәндерін қолдана отырып, түйіндік нүктелерге сәйкес.
Негізгі міндет-қалаған нәрсені анықтап түйін нүктелеріндегі функциялар (шамалар).
Ол принциптерді қолдану арқылы шешіледі вариациялық есептеу (минимизация арнайы құрылған функционал).Сондықтан MKE вариацияға жатады әдістері.
Ақырлы элементтер әдісі механикалық жүйелерді есептеуді толығымен автоматтандыруға мүмкіндік береді, дегенмен, әдетте, есептеу операцияларымен салыстырғанда едәуір көп орындау қажет
Деформацияланатын қатты дене механикасының классикалық әдістері. Есептеуіш техниканың қазіргі даму деңгейі ХКК-ны инженерлік тәжірибеге енгізуге кең мүмкіндіктер ашады. Сондықтан қазіргі уақытта әртүрлі мәселелерді шешуге мүмкіндік беретін соңғы элементтер әдісінің және заманауи бағдарламалық құралдардың негіздерін білу инженер өте қажет.
МКЭ-де зерттелетін құрылым ақылмен жеке-жеке бөлінеді бөліктер-түйіндерде өзара байланысқан соңғы элементтер.Бір-бірімен байланысқан және негізге бекітілген ақырлы элементтер жиынтығы ақырлы элемент деп аталатын есептеу схемасын құрайды схема немесе соңғы элемент моделі.
Әрбір жеке элемент жеткілікті қарапайым болуы керек,қозғалыс пен кернеуді оңай анықтауға мүмкіндік бар
түйіндердің берілген қозғалысы бойынша оның кез келген бөлігі. Элемент түйіндерінің қозғалысы мен оларға әсер ететін күштер арасындағы байланыс элементтің қаттылық матрицасын қолдана отырып орнатылады. Берілген элементтің орнын бірегей анықтайтын элемент түйіндерінің қозғалыс саны деп аталады элементтің еркіндік дәрежелерінің саны.
Сол сияқты, барлық соңғы элементтер тізбегі үшін K жүйесінің қаттылық матрицасы немесе жүйенің түйіндерінің қозғалысы мен әрекет ететін күштер арасында байланыс орнататын Ғаламдық қаттылық матрицасы енгізіледі оларда, сондай-ақ жүйенің еркіндік дәрежелерінің саны немесе ғаламдық сан еркіндік дәрежелері-бұл бүкіл жүйенің орнын нақты анықтау үшін жеткілікті болатын жүйелік түйіндердің координаттарының саны. Әдетте бостандықтың барлық дәрежелері u векторы ретінде ұсынылады түйіндік орын ауыстырулар векторы.
Жүйенің қаттылық матрицасы элементтердің қаттылық матрицаларынан қалыптасады. Соңғы әдіс алгоритмін жүзеге асыратын бағдарламалық кешендерде
бұл матрицалар әр түрлі элементтер үшін дайын күйде сақталады түрінде. Элементтердің қаттылық матрицаларын құруға және сақтауға болады
жергілікті координаталық осьтер жүйелеріндегі ЭЕМ жады. Жүйенің қаттылық матрицасы Ғаламдық координаталық осьтер жүйесі деп аталатын бірыңғай координаттар жүйесінде қалыптасады.

2 Ansys ДК сипаттамасы

ANSYS - соңғы 30 жыл ішінде бар және дамып келе жатқан соңғы элементтерді (СЭӘ) талдауға арналған әмбебап бағдарламалық қамтамасыз ету жүйесі, автоматты инженерлік есептеулер (CAE, Computer-Aided Engineering) және сызықтық есептеулер үшін СЭ шешімдері саласындағы мамандар арасында өте танымал. және қатты механика мен құрылымдық механиканың сызықты емес, стационарлы және стационарлы емес кеңістік есептері (оның ішінде құрылымдық элементтердің жанасу әрекетінің стационарлы емес геометриялық және физикалық сызықтық емес есептері), сұйықтық пен газ механикасы есептері, жылу алмасу және жылу алмасу, электродинамика , акустика, сонымен қатар біріктірілген өрістердің механикасы. Кейбір салалардағы модельдеу және талдау қымбат және ұзақ жобалау-құрастыру-сынақ әзірлеу циклдарын болдырмайды. Жүйе Parasolid геометриялық ядросы негізінде жұмыс істейді.
ANSYS өнімдері 30 жылдан астам мамандандырылған бағдарламалық қамтамасыз ету нарығында кеңінен қолданылады. Осы уақыт ішінде ANSYS кең ауқымды салалар үшін сандық модельдеу жүйелерін үздіксіз жетілдіріп келеді.
Доктор Джон Свонсон ANSYS, Inc. 1970 жылы компьютерлік модельдеу әдістерін коммерцияландыру мақсатында. Свенсон компьютерлік дизайн индустриясының дамуына үлес қосқан инженерлік бағдарламалық құралға FEA (Finite Element Analysis) енгізген алғашқылардың бірі болды. 1971 жылы ANSYS соңғы элементтерді талдау жүйесінің 2.0 нұсқасы енгізілді, ал 1975 жылы геометриялық сызықты емес және термоэлектрлік есептерді шешу үшін соңғы элементтер енгізілді.
1981 жылы ANSYS ДК жұмыс станциясының нұсқасын әзірледі. 1983 жылы электромагниттік есептерді талдау мүмкіндіктері алғаш рет іске асырылды. 1985 жылы HelpOnline пайда болды, сонымен қатар параметрлік талдау және құрылымдық оңтайландыру мәселелерін шешу мүмкіндіктері пайда болды.
1987 жылы ANSYS алғаш рет ақырлы элементтерді есептеуде түсті графиканы енгізді, сол жылы алғашқы көп қабатты соңғы элементтер пайда болды.
1991 жылы ANSYS құрылымдалмаған торларда CFD (есептеу сұйықтығының динамикасы) есептерін шешу мүмкіндігін іске асырды.
1995 жылы ANSYS ISO 9001 сертификатын алған бірінші FEA және CAE жүйесінің жеткізушісі болды.1998 жылы ANSYS байланыс аймақтарын автоматты түрде іздеу және анықтау алгоритмдерін әзірлейді.
1998 жылы Business Week ANSYS, Inc. Top100 Hot GrowthCompany - ең жылдам дамып келе жатқан компаниялардың тізімі. Сол жылы ANSYS Centric Engineering Systems компаниясын сатып алып, ANSYS software мүмкіндіктерін мультифизикалық модельдеу және жоғары өнімділікті есептеуге (HPC) кеңейтеді.2004 жылы ANSYS 100 миллион теңдеу кедергісін бұзды. 2005 жылы қатты дененің сұйықпен және газбен әрекеттесуінің байланысты есептерін шешуге мүмкіндік беретін сұйық пен құрылымның өзара әрекеттесу (FSI) модулі әзірленді.
2006 жылы CFD секторындағы әлемдік көшбасшыны сатып алғаннан кейін Fluent, Inc. ANSYS, Inc. CAE нарығының көшбасшысына айналады.
2007 жылы ANSYS Multibody Dynamics модулінің бірінші нұсқасын әзірледі, ал 2008 жылы CFD талдау мәселесінде 1 миллиард ұяшықтан тұратын маңызды кезеңді еңсерді.
Бүгінгі таңда әлемнің жетекші өнеркәсіптік корпорациялары ANSYS бағдарламалық жасақтамасын өздерінің жоғары технологиялық және білімді қажет ететін салаларының ажырамас бөлігі деп санайды. ANSYS клиенттері Fortune журналының Global 100 бағанында жарияланған әлемдегі ең гүлденген 100 компанияның 10 үздік өнеркәсіптік корпорациясын қамтиды. ДК ANSYS мынандай атақты компаниялар ABB, BMW, Boeing, Caterpillar, Daimler-Chrysler, 9Exxon, FIAT, Ford, БелАЗ, General Electric, Lockheed Martin, Meyer Werft, Mitsubishi,Siemens, Alfa Laval, Shell, Volkswagen-Audi және т.б. пайдаланады.
Бүгінгі таңда ANSYS қуатты және ыңғайлы бағдарламалық қамтамасыз ету жүйесі болып табылады, ол әрбір жаңа нұсқасымен физикалық процестерді компьютерлік модельдеуге барған сайын кең мүмкіндіктер береді. Бұл нұсқаулықта біз ANSYS 17.1 ДК ағымдағы нұсқасының негізгі құралдарын қарастырамыз.
ANSYS жүйесінде программа жазу үшін келесі ережелер қолданылады:
Әр жолда бір оператор болуы керек.
Бір жолда бірнеше операторларды пайдалануға рұқсат етіледі, бұл ретте олар $ белгісімен бөлінуі керек. (Бағдарламаның нашар оқылуына байланысты бұл ұсынылмайды.)
Бос орындар мен бөлгіштерді қоса алғанда, $ әр жолдағы таңбалардың максималды саны 130-дан аспауы керек.
ANSYS-те айнымалы теру жоқ, сондықтан ешқандай мәлімдеме жоқ. айнымалы түрлер қажет. Пайдаланушы ұйымдастырған барлық айнымалылар жарамды деп есептеледі.
ANSYS-те көрсетілген айнымалылар автоматты түрде танылады. Мәселен, мысалы, бүтін айнымалы мәнді көрсету кезінде нақты санды көрсетсеңіз (мысалы, пластиналар бумасындағы қабаттар саны және т.б.), онда бағдарлама бұл санды ең жақын бүтін санға дейін дөңгелектейді. Мұндай айнымалылар үшін қолданылатын сандардың шегі: 0-9999999. Егер сандық емес мән көрсетілсе, қате пайда болады. Егер ештеңе көрсетілмесе, ANSYS 0 мәнін тағайындайды.
Ондық бөлшек нақты сандарды көрсету үшін пайдаланылады. Экспоненциалды түрдегі сандар үшін E және D белгісін қолдануға болады. Мысалы, 25000 санын 25E3 немесе 25D3 түрінде жазуға болады.
Айнымалы өзгерістердің рұқсат етілген шектері: +-10-60-тан +-1060-қа дейін.
Айнымалы атаулар үшін латын әріптері қолданылады, ал атауларда белгілерге жол берілмейді: ! @ # $ % & ^ * ( ) _ - + = \ { } [ ] " ` ~
Пікірлер жолы ! арқылы жазылады.
ANSYS жүйесіндегі кез келген мәселені талдау келесі қадамдар арқылы жүзеге асырылады:
Модельдік құрылыс.
Мәселенің шешімі.
Нәтижелерді постпроцессорлық өңдеу.
Әрбір кезең тапсырмаларды орындау үшін өзінің жеке процессорын пайдаланады.
ANSYS-те геометриялық модельдеу.
ANSYS жүйесінде геометриялық модельдеудің екі тәсілі бар: төменнен жоғарыға модельдеу және жоғарыдан төмен модельдеу. Модельдеу негіздері объектілердің геометриялық иерархиясына құрылады: ең төменгі өлшемді объект - нүкте, содан кейін өсу ретімен - сызықтар, беттер, көлемдік денелер. Төменнен жоғары үлгілеу келесі алғышартқа негізделген: жоғары өлшемді нысанды жасау үшін төменгі өлшемді нысанды жасау керек. Жоғарыдан төмен модельдеу логикалық амалдарды (қосу, азайту және т.б.) пайдалана отырып, дайын примитивтерден (параллелепипед, шар және т.б.) объект құруға негізделген.
ДК ANSYS - физикалық процестер мен құбылыстарды сандық модельдеуге арналған көп мақсатты бағдарламалық пакет.
ANSYS бағдарламалық пакетін қолданудың негізгі бағыттарының бірі деформацияланатын қатты дененің механикасы (MDTT) болып табылады. Бағдарламалық қамтамасыз ету пакеті MDTT мәселелерін шешуге арналған қосымшалардың кең спектрін қамтиды. Дегенмен, ANSYS ауқымы MDTT тапсырмаларымен шектелмейді. Бағдарламалық құрал сонымен қатар сұйықтық пен газ динамикасы, жылу физикасы, электромагнетизм және акустика саласындағы мәселелерді шешуге мүмкіндік береді.
MDTT есептерінің негізгі шешушісі ANSYS Mechanical APDL болып табылады. Бұл ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.