otazky_no.vite

Question 1

Kolik stupňů volnosti má uzel solid prvku?

Answer 1

3 (posuvy pouze)

Question 2

Jaký je rozdíl mezi prvkem link a beam z pohledu stupňů volnosti a napjatosti, kterou dokáže prvek popsat?

Answer 2

Link - napětí od osové složky, ve 3D 3 stupně volnosti (v jednom uzlu)
Beam - napětí od osové, ohybové (vliv smyku i) a krutové složky, ve 3D 6 stupňů volnosti

Question 3

K čemu se v Ansysu používá prvek beam?

Answer 3

Pro popis prutových těles, kde požadujeme, aby se přenášela nejen osová složka zatížení, ale i ohyb a krut - požadujeme nenulovou ohybovou tuhost

Question 4

Jaký typ prvku byste zvolili pro diskretizaci štíhlé tyče a proč?

Answer 4

U štíhlé tyče už nemůžeme zanedbat ohybovou tuhost jak u struny, proto modelujeme prvkem BEAM
Řešení bude lépe konvergovat i bez předpětí
(Pokud by se jednalo pouze o osové zatížení ve statické úloze, mohli bychom uvažovat i prvek LINK)

Question 5

Jaký typ prvku je vhodné použít pro modelování lana v Ansysu?

Answer 5

Pro lano, které nemá žádnou ohybovou tuhost, je vhodné zvolit prvek LINK

Question 6

Jakou funkcí jsou popsány vlastní tvary zavěšeného lana.

Answer 6

Besselova funkce 0. Řádu, 1. Druhu

Question 7

Co je nutné zajistit, aby při diskretizaci štíhlého tělesa mezi styčníky pomocí více prvků link došlo ke konvergenci při zatěžování kolmo k jeho ose?

Answer 7

Musí být tahové (osové) předpětí. Aby se prvky LINK “nesloužily jako skládací metr”

Question 8

Jak je velká ohybová tuhost prvku link s kruhovým příčným průřezem o poloměru 1m?

Answer 8

nulová

Question 9

Jaký je rozdíl, zda u krajních bodů prutového prvku link použiji typ vazby displacement se zamezením všech posuvů nebo vazbu fixed support?

Answer 9

U prvku link není žádný rozdíl, jelikož obě OP zaručují zamezení všech stupňů volnosti - v tomto případě posuvy
Displacement má výhodu, že pomocí něj můžeme vytvořit předpětí - definovaný posuv v ose například

Question 10

Jaký je rozdíl, zda u krajních bodů nosníku (beam) použiji typ vazby displacement se zamezením všech posuvů nebo vazbu fixed support?

Answer 10

Displacement omezí pouze posuvy, fixed support omezí i natočení.

Question 11

Jaký je rozdíl mezi okrajovou podmínkou displacement a remote displacement? Uveďte možné použití druhé z nich.

Answer 11

Displacement zamezuje pouze posuvy, remote displacement může zamezit i rotace
Remote displacement se vztahuje k jednomu bodu - těžiště dané entity (může se i volit jinak), displacement je vztaženo k entitě jako takové (hrana, plocha,..)
Remote displacement se používá pro umožnění lokálních deformací entity
Může se také použít pro OP tuhých (nedeformovatelných) těles, které nemají vytvořenou síť

Question 12

Jak lze v Ansysu v modální analýze zohlednit vliv gravitace?

Answer 12

Ve static-structural aplikuji okrajové podmínky, včetně gravitace (Standard Earth gravity), což použiji jako PRE-STRESS do modální analýzy. Je třeba zadat správný směr

Question 13

Co se stane, pokud na model geometrie v modální analýze neaplikuji okrajové podmínky a proč?

Answer 13

Modální analýza proběhne i bez pre-stressu. Vypočítají se vlastní frekvence a příslušné tvary (pro beam, pro link je to nějaké čudné)
Jedná se o řešení problému vlastních hodnot
Využívá se to pro soustavy, když nechtějí konvergovat/počítat ve statické analýze - provede se modálka a ukáže se, ve kterých směrech se může těleso jako celek hýbat
Kolik budu mít neomezenych stupňů volnosti tělesa jako celku, tolik budu mít nulových frekvencí prvních tvarů

Question 14

K čemu slouží modální analýza? Jaký typ kmitání pomocí ní modelujeme? Jak lze výsledky maximálních posuvů a napětí z této analýzy interpretovat?

Answer 14

K nalezení vlastních frekvencí a tvarů (řeší problém vlastních hodnot)
Jedná se o vlastní netlumené kmitání
Napětí a posuvy se nedají brát doslovně (nereálné hodnoty), můžeme z toho jen zjistit, kde budou největší napětí a výchylky.
Maximální počet vl. Frekvencí a tvarů je rovno počtu neznámých parametrů

Question 15

Jaký typ kmitání modelujeme pomocí přechodové (transient) analýzy?

Answer 15

Nestacionární děj
Jedná se často o rychlé, obecné děje
2 způsoby integrace - explicitní a implicitní algoritmus
Např. modelujeme brnknutí na strunu, úder na blánu

Question 16

Jaký typ kmitání modelujeme pomocí harmonické analýzy? Jak lze výsledky maximálních posuvů a napětí z této analýzy interpretovat?

Answer 16

Vynucené, netlumené a harmonicky buzené kmitání
Výchylky a napětí jsou reálná
Používá se to např. Pro získání amplitudo-frekvenční charakteristiky
Dá se budit silou nebo posuvem

Question 17

Uveďte alespoň tři způsoby zadání zatížení v přechodné analýze (transient).

Answer 17

Síla, moment, line pressure, displacement, pipe pressure, gravitace, zrychlení, úhlová rychlost

Question 18

Jakým způsobem lze v Ansysu modelovat dokmit struny, tj. typ analýzy, okrajové podmínky a zátěžné kroky.

Answer 18

Transient analysis (přechodová)
OP - aby bylo těleso pevně vázáno v prostoru
2 Zátěžné kroky - 1) nejprve zatížení 2)odzatížení-vypneme výchylku/sílu (na začátku druhého zátěžného kroku 3) druhý krok - kuk, jak to kmitá

Question 19

Jestliže je řešení průhybu struny v analytickém tvaru dáno nekonečnou řadou bázových funkcí, jakým způsobem byste hodnotu průhybu určili v programu Matlab? Zdůvodněte.

Answer 19

Zvolíme si konečný počet bázových funkcí (např. 10) a počet časových kroků, ve kterých to budeme řešit
Vytvoří se cyklus for, kde v každé iteraci budeme přičítat přírůstky od bázových funkcí - suma (počet iterací = počet bázových funkcí)
Analytické řešení nepředpokládá tlumení, ve skutečnosti jsou vyšší bázové funkce tlumenější a neprojevují se tak. Proto řešení s méně bázovými funkcemi vypadá realističtěji. (Pokud počítáme výchylku ve více bodech na struně - musíme mít více bodů/uzlů, ve kterých provádíme řešení

Question 20

Jaký je rozdíl mezi modelem desky a membrány?

Answer 20

Membrána
Nemá ohybovou tuhost
Zatížení působí ve střednicové ploše
Kirchhoffova-Loveova teorie/Mindlinova-Reissnerova

Deska
Má ohybovou tuhost
Zatížení je kolmé na střednicovou plochu
Na vnitřní element působí - ohyb, krut a posouvající síly
Kirchhoffova-Loveova teorie/Mindlinova-Reissnerova

Question 21

Jak se liší membrány od desek a jak je možné membrány v Ansysu modelovat?

Answer 21

Membrány by neměly mít žádnou ohybovou tuhost

Defaultně shell prvky mají ohybovou tuhost (SHELL181), ale pomocí APDL macra - keyoption (KEYOPT(1)) si můžeme manuálně zvolit prvky bez této tuhosti (normálně už WB nenabízí) - pouze membránová tuhost (špatně konverguje) ->musí se použít starší typ prvku SHELL41 (má pouze translační °v) - je to ale na nic, nelze s tím kromě SS nic počítat

Oboje se tedy ve skutečnosti modeluje SHELL 181, kvůli ohybové tuhosti jsou výsledky vlastních frekvencí u membrán vyšší než u analytického řešení

Aby se kmitání membrán nerealizovalo ohybovou tuhostí prvků, musí být dostatečně velké přepětí. Aby vliv předpětí byl větší než vliv ohyb tuhosti

Membrány a desky se tedy modelují stejným způsobem, na deskách nemusí být takové přepětí

Question 22

Ovlivňuje axiální předpětí vlastní frekvence desky? V případě, že ano, pro jaký typ analýzy to lze využít?

Answer 22

Ano, v modální analýze - mění to vlastní frekvence

Čím větší předpětí, tím vyšší frekvence (vliv tzv. Membránové tuhosti)

Question 23

Co je nutné zajistit, aby při diskretizaci membrány pomocí prvků bez ohybové tuhosti došlo ke konvergenci při zatěžování kolmo k ose?

Answer 23

Pokud na prvku SHELL181 zvolíme keyopt(1), zapneme pouze membránovou tuhost - nezkonverguje
Musíme zvolit starší typ prvku SHELL41 (má pouze translační °v) a vysíťovat to trojúhelníky, aby počítal large displacement
Musí mít PŘEDPĚTÍ
Nejde pomocí toho počítat modalní analýzu ani nic

Question 24

Kdy je možné nahradit objemové těleso skořepinou a jak se to provádí?

Answer 24

Používá se to pro snížení výpočtové náročnosti
Možné pro relativně tenká tělesa (malá tloušťka)
Nesmíme mít tloušťku skořepiny větší než šířku
Provádí se to ve SpaceClaimu např. Pomocí funkce MIDSURFACE (vyberou se plochy naproti sobě) - můžeme si vybrat, kam bude střednicová plocha vložena (uprostřed, na kraji, offset)

Question 25

Jakým způsobem byste získali v programu Ansys Workbench závislost vlastní frekvence na vybraném parametru?

Answer 25

Pomocí zakliknutí okénka “parameter” nalevo od příslušného okénka pro náš zkoumaný parametr a vlastní frekvenci
Dále pomocí direct optimalization -> dá se vytvořit interval (set) hodnot jednoho parametru a zjišťujeme závislost druhého (vl. frekvence)
Mělo by stačit i jen v parametr-set si hrát, direct optimalization není úplně nutná, pokud nás zajímá pouze závislost

Question 26

Kombinací jakých matic se v Ansysu definuje tzv. Proporcionální tlumení?

Answer 26

Matice B (tlumení) a K (tuhosti)
C=alfa*M+beta*K, alfa (0-10) a beta (0-10e-4) jsou experimentálně určené koeficienty
Pro odhad musíme znát vlastní úhlovou frekvenci Ω0 a poměrný útlum 𝑏𝑟 , které získáme některou z předchozích metod

Question 27

Jaký úkol mají v Ansysu tzv. Weak springs a kdy byste je použili?

Answer 27

Jedná se o numerické tlumení, které pomáhá výpočtu správně konvergovat
Používají se například, když modelujeme netlumené kmitání