I. Hướng của tải và ràng buộc 1 Quy ước mặc định
c. Dùng các tham chiếu
Bạn có thể dùng các hình dạng tham chiếu để áp dụng các ràng buộc. Tham chiếu có thể là một mặt phẳng, trục, cạnh, hoặc bề mặt. Dùng tùy chọn này, bạn có thể ràng buộc các đỉnh, cạnh và bề mặt.
Lu ý: Trong tài liệu assembly, chỉ có các mặt tọa độ và trục của assembly có thể dùng làm tham chiếu. Các hình dạng tham chiếu của Part không dùng được trong tài liệu assembly.
Số bậc tự do có thể ràng buộc tùy thuộc kiểu lưới và tham chiếu được chọn.
Dùng một mặt tọa độ làm tham chiếu
Bạn có thể dùng một mặt tọa độ làm tham chiếu để áp dụng các ràng buộc. Bạn có thể quy định các dịch chuyển theo hướng 1 và 2 của mặt phẳng này cũng như theo hướng pháp tuyến của nó. Với các lưới
shell, bạn còn có thể quy định các chuyển động quay theo ba hướng kể trên. Bảng dưới đây tóm tắt các thuộc tính của kiểu ràng buộc này:
Dùng một trục tham chiếu
Bạn có thể dùng một trục làm tham chiếu để áp dụng các ràng buộc. Bạn có thể quy định các chuyển động tịnh tiến theo các hướng bán kính, tiếp tuyến (chu vi) và dọc trục. Với các lưới shell, bạn còn có thể quy định các chuyển động quay theo ba hướng này.
thực tế (v) tại mỗi node từ công thức: v = r. θ, ở đây, r là khoảng cách từ node này đến trục tham chiếu. Bảng dưới đây tóm tắt các thuộc tính của kiểu ràng buộc này:
Vài ví dụ:
Bề mặt lỗ trụ được chọn có thể quay hoặc di chuyển dọc theo trục. Mũi tên đỏ là những chuyển động được phép:
Xem xét việc lắp ráp chiếc vòng ở hình 1 vào trong chiếc vòng ở hình 2. Chiếc vòng trong (Hình 1) có đường kính ngoài 18.2 cm và làm bằng một vật liệu đàn hồi. Chiếc vòng ngoài (Hình 2) có đường kính trong là 18 cm và làm bằng một vật liệu cứng. Để lắp ráp chúng như hình 3, hãy gán một dịch chuyển hướng kính trên bề mặt ngoài của vòng trong bằng -0.1 so với trục tham chiếu:
Dùng một bề mặt mô hình
Bạn có thể dùng một bề mặt phẳng của mô hình làm tham chiếu để áp dụng các ràng buộc. Bạn có thể quy định các dich chuyển trong các hướng 1 và 2 và pháp tuyến của bề mặt này. Với các lưới shell, bạn còn có thể quy định các chuyển động quay theo ba hướng trên.
Bảng dưới đây tóm tắt các thuộc tính của kiểu ràng buộc này:
Bạn có thể dùng bề mặt mô hình (face 1) làm tham chiếu để đặt sự dịch chuyển cho các bề mặt chân đế face 2 & 3 dọc theo hướng 1 (Dir 1) bằng không. Không xác định các dịch chuyển theo hai hướng còn lại (Dir 2 và Normal):
Một cách dễ dàng để dùng kiểu On flat face là đặt dịch chuyển theo pháp tuyến bằng không.
Sử dụng một cạnh của mô hình
Bạn có thể dùng một cạnh thẳng của mô hình làm tham chiếu để áp dụng các ràng buộc. Bạn có thể quy định sự dịch chuyển theo hướng của cạnh này. Với các lưới shell, bạn còn có thể xác định chuyển động quay quanh cạnh này.
Ví dụ, bề mặt được chọn (màu xanh lá cây) di chuyển một khoảng 0.5 cm theo hướng được xác định bởi cạnh được chọn (xanh lá cây). Dùng Preview để xem hướng này. Dùng một giá trị âm -0.5 cm để đảo hướng:
On Flat Face
Bạn chỉ có thể dùng tùy chọn này khi tất cả các bề mặt được chọn đều phẳng. Mỗi bề mặt này đều có thể làm tham chiếu để áp dụng các ràng buộc đối với các hướng của chính chúng (Direction 1, Direction 2 và Normal).
Vài ví dụ:
On Cylindrical Face (Ràng buộc trên mặt trụ)
Bạn chỉ có thể dùng tùy chọn này khi tất cả các bề mặt được chọn đều là mặt trụ. Mỗi bề mặt này đều có một trục khác nhau. Các hướng bán kính, chu vi và hướng trục cho mỗi bề mặt dựa trên trục của chính bề mặt này.
Các hướng bán kính, chu vi và hướng trục kết hợp với bề mặt trụ được minh họa ở hình dưới. Các trục X, Y và Z được quy chiếu theo hướng của hệ tọa độ chung (Plane1).
Mô hình bánh xe kép. Bạn có thể dùng tùy chọn On cylindrical faces để thiết lập các dịch chuyển hướng trục (màu đỏ) và hướng kính (xanh lục) bằng không. Cái chốt chỉ còn quy tự do theo phương chu vi (xanh lam):
On Spherical Face (Ràng buộc trên mặt cầu)
Bạn chỉ có thể dùng tùy chọn này khi tất cả các mặt được chọn đều là mặt cầu. Mỗi mặt có thể có một tâm riêng. Bán kính, hướng kinh và vĩ tuyến của mỗi mặt được xác định theo tâm của từng mặt. Bảng dưới đây tóm tắt các thuộc tính của kiểu ràng buộc này:
Các hướng bán kính, kinh tuyến và vĩ tuyến của một mặt cầu được minh họa trong hình bên. Dùng
Preview để xác định các hướng kinh và vĩ tuyến:
Symmetry (Ràng buộc Đối xứng)
Bạn có thể dùng ràng buộc đối xứng để mô phỏng một phần của mô hình thay vì phải mô phỏng toàn bộ mô hình. Khi có điều kiện, việc lợi dụng tính đối xứng của mô hình có thể giúp bạn giảm khối lượng tính toán và nâng cao độ chính xác các kết quả.
Thủ tục để áp dụng kiểu ràng buộc đối xứng cho các lưới solid và shell kiểu mid-surface là như nhau.
Lu ý: Ràng buộc Symmetry đòi hỏi hình dạng, các ràng buộc, tải và các thuộc tính vật liệu cũng phải đối xứng. Nói chung, không nên dùng ràng buộc này cho các nghiên cứu cộng hưởng hoặc ổn định.
Ràng buộc Symmetry (đối xứng) cho mô hình lưới solid
Với các mô hình solid, mọi bề mặt trùng với một mặt phẳng đối xứng đều có thể chặn sự tịnh tiến theo phương pháp tuyến của nó. Kiểu ràng buộc Symmetry tự động áp dụng điều kiện này cho tất cả các bề mặt được chọn.
Dưới đây là một số ví dụ của những mô hình đối xứng qua một hoặc nhiều mặt phẳng.
Mô hình này là đối xứng qua một mặt phẳng. Bạn có thể phân tích một nửa của mô hình này, đặt các ràng buộc
Mô hình này đối xứng qua hai mặt phẳng. Bạn có thể phân tích một phần tư mô hình. Hãy áp dụng kiểu ràng buộc
Symmetry cho các bề mặt đối xứng này:
Dưới đây là mô hình đối xứng trục. Để phân tích mô hình này, bạn có thể dùng một “múi” của nó. Hãy áp dụng kiểu ràng buộc Symmetry cho các bề mặt đối xứng này. Mặc dù về lý thuyết, có thể dùng một múi có góc bất kỳ, nhưng dùng múi có góc quá nhỏ có thể sẽ tạo ra phần tử xấu tại các đỉnh nhọn của mô hình:
Ràng buộc Symmetry cho các mô hình lưới shell
Với các mô hình shell, sự đối xứng đòi hỏi các bề mặt trùng với các mặt phẳng đối xứng không được di chuyển theo phương pháp tuyến và quay theo hai phương còn lại.
Với các nghiên cứu được tạo với tùy chọn lưới Shell using mid-surfaces (Lưới shell dùng mặt trung hòa), một bề mặt đối xứng được coi như cạnh liên kết với nó. Các ràng buộc đối xứng được áp dụng trên các bề mặt trùng với những mặt phẳng đối xứng của mô hình dọc theo chiều dày mô hình. Các ràng buộc đối xứng này được đặt thủ công trên các cạnh shell nằm trên mặt phẳng đối xứng của mô hình. Các ví dụ sau sẽ giải thích rõ các kiểu lưới của nghiên cứu tác động thế nào đến cách ràng buộc đối xứng được áp dụng.
Planar Symmetry (Đối xứng phẳng)
Mô hình dưới đây đối xứng qua hai mặt phẳng. Bạn có thể phân tích một phần tư mô hình này. Ràng buộc Symmetry sẽ tự động áp dụng các điều kiện di chuyển và quay cho các bề mặt được chọn.
Axial Symmetry (Đối xứng trục)
Mô hình dưới đối xứng trục. Bạn có thể phân tích một "múi" của mô hình. Ràng buộc Symmetry sẽ tự động áp dụng các điều kiện di chuyển và quay cho các bề mặt được chọn:
Shell mesh using surfaces (Lưới shell dùng bề mặt)
Planar Symmetry (Đối xứng phẳng)
Mô hình surface dưới đối xứng qua hai mặt phẳng. Bạn có thể phân tích một phần tư mô hình. Do không có bề mặt nào liên kết với các cạnh, bạn cần dùng một đối tượng tham chiếu để đặt các thành phần di chuyển thích hợp bằng không như hình minh họa dưới.
Lưu ý rằng bạn không thể dùng ràng buộc Symmetry trực tiếp vì điều kiện này chỉ áp dụng được trên các bề mặt, cũng lưu ý rằng các điều kiện đối xứng là khác nhau với mỗi cạnh.
Axial Symmetry (Đối xứng trục)
Mô hình dưới đối xứng trục. Bạn có thể phân tích một múi của mô hình. Dùng trục của shell này làm tham chiếu, đặt dịch chuyển theo phương chu vi và các chuyển động quay theo hướng trục và hướng kính bằng không cho các cạnh đứng:
Dùng ràng buộc Roller/Sliding để quy định rằng một bề mặt phẳng có thể tịnh tiến tự do trong mặt phẳng của nó, nhưng không thể tịnh tiến theo hướng pháp tuyến. Bề mặt này có thể co dãn dưới tác động của tải trọng.
Hinge
Dùng ràng buộc Hinge để quy định rằng một bề mặt trụ chỉ có thể quay quanh trục của nó. Bán kính và chiều dài của bề mặt trụ này không đổi dưới tải trọng. Điều kiện này tương đương với kiểu ràng buộc On
cylindrical face và đặt các yếu tố radial và axial bằng không.
Tải trọng
Pressure (Áp suất)
Bảng thuộc tính Pressure đặt áp suất đẳng áp hoặc bất đẳng áp (thay đổi) lên các bề mặt trong các nghiên cứu cấu trúc (tĩnh học, cộng hưởng, ổn định và phi tuyến). Áp suất đẳng áp tác động theo một hướng xác định với phân bố không đổi lên tất cả các bề mặt. Áp suất có thể tác động vuông góc với các bề mặt được chọn hoặc có thể có nhiều hướng khác nhau. Ví dụ, áp suất thủy tĩnh tác động vuông góc lên các bề mặt, trong khi tuyết trên mái nhà lại tác động thẳng đứng, còn gió thì tác động theo phương nằm ngang.
Cường độ của áp lực tương đương sinh ra bởi áp suất bằng giá trị áp suất nhân với diện tích bề mặt. Tuy nhiên, áp lực thực tế còn tùy thuộc vào hình dạng của bề mặt và hướng của áp suất. Ví dụ, phản lực sinh ra do áp suất thủy tĩnh tác động lên toàn bộ một bề mặt trụ bằng không, do hình dạng của bề mặt này.
Áp suất bất đẳng áp được mô tả bằng một một tích số và một phân bố áp suất. Phân bố áp suất này được xác định bởi một đa thức bậc hai trong quan hệ với một hệ tọa độ tham chiếu.
Lu ý: Hệ tọa độ này phải được định hướng để mô tả được sự phân bố trên bề mặt đích chỉ bằng các tọa độ x và y.
PressureType. Chọn một kiểu áp suất. oNormal to selected face. Áp dụng áp suất theo hướng vuông
góc với từng bề mặt hoặc cạnh shell bạn chọn. Trong trường hợp các cạnh shell, áp suất này tác động vuông góc với bề mặt hẹp (chiều dày) của shell đó.
• Use reference. Áp dụng áp suất theo hướng được xác định bởi đối tượng tham chiếu được
chọn.
Lu ý: Trong một tài liệu assembly, bạn chỉ có thể dùng các mặt phẳng tọa độ và các trục của assembly làm tham chiếu. Bạn không thể dùng các mặt phẳng tọa độ và các trục của part làm tham chiếu.
• Faces, Edges for Pressure: Chọn các bề mặt của mô hình solid hoặc các cạnh hay bề mặt của
mô hình shell để áp dụng áp suất.
• Face, Edge, Plane, Axis for Direction: Chọn các đối tượng tham chiếu để xác định hướng tác
dụng của áp suất. Tùy chọn này chỉ xuất hiện nếu bạn chọn Use reference.
§Nếu bạn chọn một bề mặt phẳng hoặc một mặt phẳng tọa độ làm tham chiếu, bạn có thể xác định hướng áp suất Along Plane Dir 1, Along Plane Dir 2 hoặc Normal to Plane.
§Nếu bạn chọn một bề mặt trụ hoặc một trục làm tham chiếu, bạn có thể xác định hướng áp suất theo
Radial, Circumferential, hoặc Axial.
§Nếu bạn chọn một cạnh, bạn có thể xác định hướng áp suất dọc theo cạnh đó. Để đổi hướng, hãy nhập một giá trị âm.
• Show preview. Tắt bật hiển thị ký hiệu áp suất.
·Pressure Value. Đặt đơn vị Units và giá trị áp suất Pressurevalue.
·Variation with Time. Với các nghiên cứu phi tuyến, bạn có thể xác định một đường cong thời gian cho
áp suất.
• Linear. Uses a default linear time curve which passes through the points (0,0) and (tend, Pvalue).
Where Pvalue is the pressure specified in the Pressure value box and tend is the End timeSolution tab of the Nonlinear dialog box. specified on the
• Curve.Uses a user-defined time curve. Click Edit to define or import a time curve. The pressure
at any time is calculated by multiplying the pressure value specified above by the Y value of the time curve.
• Graph. Displays the actual time-dependent pressure.
·Nonuniform Distribution. Nếu kiểm, cho phép bạn xác định các tùy chọn cho áp suất bất đẳng áp.
• Select a Coordinate System. Chọn một hệ tọa độ để xác định áp suất bất đẳng áp.
• Equation Coefficients. Thiết lập các hệ số của đa thức mô tả sự thay đổi áp suất theo không
gian trong hệ tọa độ được chọn.. Các hệ số này phải được xác định trên cơ sở các đơn vị của X và Y như bảng dưới:
•Symbol Settings.Đặt màu và cỡ cho các ký hiệu áp suất.