Балки в ANSYS Workbench

Как построить в среде ANSYS Workbench балочную модель, состоящую из балок раз­ного поперечного сечения?

В ANSYS Workbench для создания геомет­рической модели из линий (балок) можно исполь­зовать средства Concept модуля DesignModeler.

Существует несколько способов постро­ения модели из линий: на основе имеющихся вершин, вспомогательных точек, эскизов, ребер поверхностных или твердотельных геометричес­ких объектов и трехмерной кривой.

Рассмотрим простой пример создания пря­моугольной рамы со стойками.

1. Создадим в рабочей плоскости XYPlane эс­киз. Для этого следует нажать на кнопку . Далее переключимся в режим работы с эскизом, выбрав вкладку Sketching под деревом моделирования.
   Создадим параметрический эскиз плоского прямоугольника, используя средства создания дву­мерных геометрических объектов вкладки Draw.После этого необходимо проставить пара­метрические размеры на линиях контура: все операции образмеривания объекта находятся во вкладке Dimensions (рис. 1).
   

   Рис. 1

2. Построим параллелепипед. Для этого применяем операцию выдавливания — Extrude (рис. 2). Задаем высоту параллелепипеда. Для активации операции необходимо выбрать опцию Generate в главном меню.
   

   Рис. 2

3. Далее создадим плоскую рамку, вос­пользовавшись опцией создания модели из ли­ний Lines From Sketches (рис. 3).
   

   Рис. 3

   В окне свойств укажем эскиз, на базе ко­торого создавался параллелепипед, и выберем опцию Generate.
   Затем в дереве моделирования в разделе деталей выберем объект Line Body (рис. 4).

   

   Рис. 4

   Как видно из рис. 4, флажок для этого объекта имеет не зеленый цвет, как у полностью завершенных операций, а желтый. Это означает, что для завершения операции построения Line Body необходимо выполнить еще какие-либо действия. В нашем случае мы забыли указать поперечное сечение (Cross Section). Для этого в меню Concept->Cross Section необходимо вы­брать тип используемого поперечного сечения (L Section). После этого в дереве моделирова­ния появится раздел для параметрического описания выбранного сечения, где следует задать требуемые размеры (рис. 5).

   

   Рис. 5

   Поскольку в этом примере мы будем ис­пользовать балки двух разных сечений, то ана­логичным способом добавляем в библиотеку еще и сечение трубы (Circular Tube) заданных размеров.

4. Теперь при выборе объекта Line Body в окне свойств можно будет задать тип используе­мого поперечного сечения (для описания прямо­угольной рамы) — рис. 6.
   

   Рис. 6

   Для отображения на экране создаваемых (на основе сечений) объектов необходимо вы­брать в главном меню View->Show Cross Sec­tions Solids.
   При активации режима выбора геомет­рических объектов типа «Ребра и линии» можно выбирать сегменты балок и задавать ориентацию сечения относитель­но направления линии и поворот сечения (рис. 7).

   

   Рис. 7

5. Теперь главное: перед заданием четырех вертикальных стоек (трубчатого сечения) необходимо предварительно «заморозить» ранее созданные детали.
   Для этого существуют операции Freeze и Unfreeze меню Tools, которые являются аналогами операций работы с деталями сборок в CAD-системах.
   Далее выделим четыре вертикальных ребра параллелепипеда и в меню Concept выберем опцию Lines From Edges (рис. 8).
   

   Рис. 8

   Теперь, удерживая нажатой клавишу Ctrl, в дереве моделирования выберем четыре объекта, описывающих вертикальные стойки, и зададим для них сечение трубы (рис. 9).

   

   Рис. 9

6. Поскольку параллелепипед не является объектом расчета, мы должны его отключить. Для этого в дереве моделирования выберем нужный объект (параллелепипед), после чего нажмем на правую кнопку мыши и укажем Suppress Body.
   В результате мы получим балочную модель, которая будет прочитана расчетным модулем DesignSimulation (рис. 10).
   

   Рис. 10

   Наконец, следует задать связи между вертикальными стойками и рамкой.