Методические указания к контрольной работе №3м (циклу лабораторных работ 12м,13м) по дисциплине «Системы моделирования» (стр. 1 )

Кафедра 609

2018

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к контрольной работе №3м

(циклу лабораторных работ 12м,13м)

по дисциплине «Системы моделирования»

Раздел дисциплины: «Вычислительный эксперимент»

6-ой семестр

Оглавление

Контрольная работа №3м (лабораторная работа №13м). Графическая обработка результатов вычислительного  эксперимента        4

П.1.  Определение пороговой характеристики.        4

Теория.        4

Содержание работы по П.1.        5

Содержание  отчета по П.1. :        7

П.2.  Анализ и обработка результатов численного эксперимента с целью формирования  рекомендаций по совершенствованию рассчитываемого объекта.        8

Содержание работы по  выполнению П.2.        8

Теория.        9

Определение областей пониженных и повышенных значений напряжений.        11

Требования к содержанию отчета по П.2.:        13

Приложение 1.  Пример оформления таблицы по П.1.        15

Приложение 2.  Пример оформления отчета по П.2.        15

Общие требования к контрольной работе и материалам, предъявляемым на проверку.

Все редактируемые программы и подпрограммы (скопированные, переделанные, сделанные самостоятельно) являются разработкой студента, за которые он полностью ответственен.

Код программ и подпрограмм должен предваряться фамилией исполнителя в первой строке файла.

Все отчеты по лабораторным работам должны заканчиваться выводом или заключением, кратко формулирующим итоги выполнения данной лабораторной работы. Все графические материалы отчетов по лабораторным работам  должны снабжаться анализом, комментариями или выводом. Все физические величины в отчете необходимо приводить с присущими им размерностями. Страницы отчета должны быть пронумерованы. Материалы, предъявляемые в институте или пересылаемые по почте для проверки, должны быть заархивированы. Архив должен содержать отдельную папку проекта и отчет; В  отдельной папке проекта должен содержаться  файл геометрии  *.sfm, файл проекта *.spr и только модифицированные или составленные заново, а также дополнительные файлы типа calc, определенные настройками конфигураций проекта как «редактируемые».   Никакими файлами компиляции и папкой Obj проект не должен сопровождаться. в) папка проекта должна иметь название, написанное латиницей без использования  знака подчеркивания и содержать не больше 8 символов. В тексте сообщения обязательно указать тему консультации. При наличии в почте преподавателя двух и более непроверенных сообщений с проектами проверяется наиболее позднее сообщение. Предыдущие удаляются или отправляются в архив. Дополнительные индивидуальные и групповые консультации проводятся в институте в дни проведения лекций и лабораторных работ по дисциплинам «CAD/CAE -  системы» и  «Системы моделирования» во второй половине дня в 70824 ;  Промежуточные оценки в семестре за выполнение контрольных и лабораторных работ проставляются в соответствии с системой оценок, определенных графиком выполнения СРС (см. на сайте).

Отчет должен начинаться с титульных строк типа:

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

Национальный исследовательский университет

Аэрокосмический факультет, кафедра 609

Контрольная работа №3м

(отчет по лабораторным работам  Лр.12м-Лр.13м)

«Графическая обработка результатов вычислительного  эксперимента»

по дисциплине

«Системы моделирования»

(семестр 6, вариант № ___)

Выполнил: ст. гр. 6О-308Б 

2018

Желательно на титульном листе поместить фотографию студента.

Студент может для повышения оценки по согласованию с преподавателем выполнить дополнительные контрольные или лабораторные работы.

Контрольная работа №3м (лабораторные работы Лр.12м, Лр.13м) ). Графическая обработка результатов вычислительного  эксперимента

Контрольная работа №3м (Лр12-13м) по  дисциплине «Системы моделирования» выполняется на базе индивидуального программного проекта в CAE Sigma, подготовленного студентом при выполнении контрольных работ 1 и 2 (Кр.1,Кр.2) в 5-ом семестре по дисциплине «CAD/CAE –системы».

Если к началу выполнения Кр.3м в 6-ом семестре по дисциплине «Системы моделирования» студент не выполнил Кр.1 и Кр.2  5-го  семестра по дисциплине «CAD/CAE –системы» и не имеет индивидуального работающего проекта в CAE Sigma, то для выполнения Кр.3м студент получает от преподавателя один  из готовых  проектов, разработанных студентами в предыдущие годы.  При этом, студент обязан ознакомиться с задачей, решаемой этим проектом так, чтобы понимать постановку задачи с граничными условиями и внешними воздействиями, а также реализацию решения её в  CAE Sigma.

Для получения готового проекта студент должен сообщить об этом преподавателю.

В процессе выполнения Кр.3м:

  П.1.  Определяется одна из  пороговых характеристик.

- либо минимальную толщину,  при которой пластина не разрушается при нагрузке, определенной заданием,

- либо максимальную нагрузку, которую выдерживает без разрушения материал пластины при заданной толщине 0.1см.

  П.2.  Проводится предварительный анализ напряженно-деформированного состояния рассчитываемой модели, после чего с помощью графической обработки выделяются подобласти пониженных и повышенных значений всех видов  напряжений для выявления особо опасных значений, и проводится окончательный анализ с вынесением рекомендаций по совершенствованию рассчитываемого объекта.

П.1.  Определение пороговой характеристики.

Теория.

Если напряжение в какой-либо области балки, пластины, или какого-либо другого конструктивного элемента превышают допускаемые напряжения, материал, из которого сделан элемент, разрушается. Для того, чтобы он не разрушался необходимо выдержать условие: , где - действующее напряжение, - допускаемое напряжение (напряжение, которое может выдерживать материал). Очевидно, что при  , материал может разрушиться, а может и нет. Поэтому стараются не доводить до такого состояния, используя понятие коэффициента запаса прочности, который принимают всегда большим-равным (последнее – редко) единицы, а именно:

.

Тем самым вводят дополнительное ограничение на уровень действующих напряжений, так как, чем больше коэффициент запаса прочности, тем меньшее значение действующих напряжений разрешено в конструкции. Не надо забывать, что действующие напряжения получают, как правило, путём расчета, а любой расчет проводится с определенной точностью. Фактически, коэффициент запаса прочности – это коэффициент нашего незнания, неуверенности.

На коэффициенты запаса прочности существуют специальные стандарты, определяемые путём теоретических исследований, вычислительных и натурных экспериментов.

Для упрощения вычислений в Кр.3м 6-го семестра коэффициент запаса прочности принимается равным единице:  , откуда следует, что максимальные значения напряжений в пластине могут достигать и , не превышая это значение.

Содержание работы по П.1.

Номинальная толщина во всех заданиях определена значением 0.1см.

Нагрузка же - разная. При выполнении П.1 могут встретиться два случая:

Если нагрузка такова, что уровень максимальных напряжений в пластине при толщине 0.1см. превышает допускаемые напряжения (пластина разрушается), то толщину необходимо увеличивать. В этом случае студент находит минимальную толщину , при которой пластина не разрушается. Эту толщину будем в дальнейшем называть , так как при этой толщине начнется выполнение курсовой работы 6-го семестра по дисциплине «CAD/CAE –системы» и эта толщина будет базовой в начале выполнения курсовой работы 6-го семестра.

Так как допускаемое напряжение, получаемое экспериментально, в большинстве случаев имеется только при растяжении материала, – это единственный критерий,  по которому можно судить о разрушении (или нет) материала пластины (и любой другой силовой конструкции), то наиболее просто оценить прочность конструкции для растягивающих (положительных) напряжений, сравнив действующие растягивающие напряжения с допускаемыми напряжениями.