Comment représenter des éléments axisymétriques 2D dans Nastran

Autodesk Support

8 octobre 2023


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Problème :

Vous souhaitez représenter la coupe 2D d'un modèle 3D axisymétrique dans une analyse Inventor Nastran (ou Nastran In-CAD).

Solution :

Remarque : cet article s'applique à tous les types d'analyse des contraintes, y compris les analyses dynamiques explicites. Toutefois, les analyses de fréquence naturelle et de vibration ne doivent pas être utilisées avec certains modèles axisymétriques (selon la situation physique). Par exemple, une liaison d'extension (soufflets) possède une géométrie axisymétrique et les charges peuvent être axisymétriques, mais la forme du mode est axisymétrique uniquement pour certains modes. L'utilisation d'un modèle axisymétrique éliminera les fréquences qui ne sont pas axisymétriques.
 

Un modèle axisymétrique peut être segmenté dans Inventor Nastran (ou Nastran In-CAD) en analysant une section d'un modèle 3D.

contraintes de segment à 90 degrés

La géométrie la plus facile à créer est un segment à 90 degrés. Appliquez des contraintes de symétrie à chacun des plans de symétrie. Pour les contraintes, la direction de symétrie est la direction normale à la face.
Analyse axisymétrique dans Nastran In-CAD

Contraintes de segment fin

Si un segment de 90 degrés comporte trop de noeuds et d'éléments, un modèle plus efficace consiste à créer un segment fin du modèle, tel qu'un segment de 5 degrés ou de 1 degré. Cette méthode requiert la création d'un système de coordonnées cylindrique et l'application d'une contrainte de symétrie de direction de l'arceau aux deux faces de symétrie.
  1. Lors de la création du modèle, créez deux points (1 et 2) sur l'axe de révolution. (Voir l'image du modèle ci-dessous.)
  2. Dans l'environnement Nastran, utilisez la branche Système de coordonnées située dans la partie inférieure du navigateur pour créer un système de coordonnées cylindrique. Le point 3 peut être situé n'importe où sur le modèle.
    système de coordonnées cylindriques
  3. Appliquez des contraintes aux faces de symétrie. Définissez le système de coordonnées sur le système de coordonnées cylindrique créé. Contraignez les faces de symétrie dans la direction de symétrie du cerceau ().
    Segment de 5 degrés du modèle axisymétrique
    Le système de coordonnées cylindrique est représenté par les axes r--z, où r est la direction radiale, z est la direction axiale (définie par les points 1-2) et est la direction tangentielle ou d'arceau mesurée à partir du plan défini par les points 1, 2 et 3.
  4. Si le segment s'étend jusqu'au trait d'axe (c'est-à-dire que la géométrie ne possède pas de perçage sur le trait d'axe), les noeuds le long du trait d'axe doivent être contraints dans la direction radiale. Si les noeuds ne sont pas contraints, un "trou" peut être créé au niveau du trait d'axe lorsque la pièce se déforme. 

Commun à toutes les analyses

  1. Toutes les charges ou contraintes dans la direction radiale (r) ou axiale (z) doivent être appliquées à la face ou à l'arête entière le long de la direction de la rotation. Les charges et les contraintes doivent être axisymétriques.
  2. La charge appliquée doit être une fraction de l'angle modélisé et de l'angle de rotation total.  Par exemple, une tranche de 90 degrés chargée avec une force doit appliquer un rapport de 90/360 de la charge ou 1/4 de la charge.  Cela n'a aucune incidence sur les charges par unité, telles que la pression. La pression appliquée à un modèle complet est la même que la pression appliquée à un modèle de quart ou à une tranche.
  3. Lors de l'examen des résultats, vérifiez que les résultats sont axisymétriques. En d'autres termes, les résultats sont les mêmes pour tous les plans, quel que soit l'angle choisi.

Produits :

Inventor Nastran ;


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