Imposició de càrregues en un problema d’estructures Un cop generades la geometria i la malla i introduïdes les constants i propietats dels materials, abans de resoldre, cal imposar les forces internes i les condicions de contorn del problema. Ho farem a: Preprocessor > Loads > Define Loads > Apply > Structural o bé, Solution > Loads > Define Loads > Apply > Structural Loads Condició de desplaçament (constant, nul, o bé tabulat) en una o vàries direccions: Solution > Loads > Define Loads > Apply > Structural > Displacement

Apliquem la condició sobre línies, àrees, volums… Indiquem la direcció o totes amb All DOF Valor del desplaçament o des de taula Valor. Per defecte pren 0

Càrregues uniformement repartides Solution > Loads > Define Loads > Apply > Structural > Pressure (> On Lines, > On Areas,...) Admet valors tabulats

Càrregues puntuals Solution > Loads > Define Loads > Apply > Structural > Force/Moment (> On Nodes, > On Lines,...) Direcció de la força Admet valors tabulats

Variació de càrrega per unitat de longitud Càrrega variable uniformement repartida Solution > Loads > Define Loads > Settings > For Surface Ld > Gradient Aplicar el valor de la càrrega a l’inici del gradient amb el procediment habitual. Observació: per poder aplicar càrregues puntuals caldrà posar nodes allà on hi ha forces. Tipus condició Variació de càrrega per unitat de longitud Coordenades punt inicial Cartesianes: 0

Condicions de contorn en un problema de calor Un cop generades la geometria i la malla i introduïdes les constants i propietats dels materials, abans de resoldre, cal imposar les fonts internes de calor i les condicions de contorn del problema. Ho farem a: Preprocessor > Loads > Define Loads > Apply > Thermal o bé, Solution > Loads > Define Loads > Apply > Thermal Loads Condició de Dirichlet o temperatura constant en una vora (punt, línia o àrea): Solution > Loads > Define Loads > Apply > Thermal > Temperature

Apliquem la condició sobre línies, àrees, volums… Indiquem la temperatura (All DOF) Valor de la temperatura o des de taula Valor. Per defecte pren 0

Flux a través de la frontera: Solution > Loads > Define Loads > Apply > Thermal > Heat Flux (> On Lines, > On Areas,...) Admet valors tabulats Valor per defecte: 0

Convecció a través de la frontera: Solution > Loads > Define Loads > Apply > Thermal > Convection (> On Nodes, > On Lines,...) Coeficient de convecció Temperatura ambient

Flux puntual Solution > Loads > Define Loads > Apply > Thermal > Heat Flow (> On Nodes, > On Keypoints) Generació de calor Solution > Loads > Define Loads > Apply > Thermal > Heat Generation (> On Lines, > On Areas,...) Radiació Solution > Loads > Define Loads > Apply > Thermal > Radiation (> On Lines, > On Areas,...) Càrrega variable uniformement repartida Solution > Loads > Define Loads > Settings > For Surface Ld > Gradient

Solution > Define Loads > Apply > Functions> Define/Edit Com definir funcions En el cas que es necessiti definir una càrrega variable, depenent d’algun paràmetre del problema cal seguir el següent procediment: Solution > Define Loads > Apply > Functions> Define/Edit Funció Variables

Solution > Define Loads > Apply > Functions> Read Un cop introduïda la funció cal fer File>Save a la part superior esquerra de la mateixa finestra. Per tal d’utilitzar-la després com a condició de contorn cal fer: Solution > Define Loads > Apply > Functions> Read i obrir-la, posant-li el nom que es vulgui tot seguit. Per tal d’aplicar la funció, quan posem la condició de contorn, anem a la pestanya de constant, premem “Existing Table” i triem el nom de la funció que hem llegit prèviament.

Resolució i gràfics. Interpretació de resultats Resolució: càlcul de la solució del problema Solution > Solve > Current LS Un cop finalitzada la resolució apareixerà la següent finestra:

Postprocés: visualització de resultats General PostProc > Plot Results > Contour Plot > Nodal Solution Per a problemes estructurals. Per calor, molt semblant.

També podem consultar els resultats llistats, així com totes les dades del problema. General PostProc > List Results > Nodal Solution i després de triar el que volem llistar obtindrem una finestra com:

General PostProc > List Results > Reaction Solution – All Items Altres comandes que poden resultar útils en el postprocés de problemes estructurals: Reaccions General PostProc > List Results > Reaction Solution – All Items Forces totals General PostProc > Nodal Calcs – Total Force Sum Altres comandes que poden resultar útils en el postprocés de problemes tèrmics: Dissipació de calor per convecció (fulls següents)

Utility Menu > Select > Entities Elements, By Num/Pick En primer lloc cal tenir seleccionades les superfícies a través de les quals es vol calcular la transferència de calor Utility Menu > Select > Entities Elements, By Num/Pick (seleccionar els elements que es vulguin) Es segueix amb: Solution> Analysis Type> New Analysis> Steady-State A continuació reiniciem l’estudi mitjançant la següent comanda: Solution> Analysis Type> Restart Per al càlcul de la calor dissipada generem una taula d’elements seguint el procés: General Postproc> Element Table> Define Table> Add> >By sequence num> NMISC, (consultar Help per saber quins valors cal posar depenent del tipues d’element) Nota: repetiu el procés per cada numero que hagueu de posar després de la coma en NMISC. No els admet tots a la vegada.

Per veure la llista de valors obtinguts: General Postproc > Element Table > List Elem Table La calor total dissipada per convecció serà la suma dels valors (sumats) corresponents a cada etiqueta NMISC i s’obtenen després de fer: General Postproc > Element Table > Sum of Each Item I el que veurem és: Quadre on es mostren la suma dels valors (sumar si es vol obtenir la calor dissipada total) Observació: No hem tractat els errors però cal saber que sempre hi són presents i necessiten d’un control. Els resultats podrien no ser correctes.

Exemple 2 (aleta refrigeració): condicions de contorn. Condicions de contorn que cal imposar A la paret dreta: Dirichlet A les parets que toquen el fluid, inferior i esquerra: convecció A l’eix de simetria: flux zero w w = 24,384 mm k = 31,1563 W/(m ºC) h = 2839,412 W/(m2 ºC) Tw = 37,78 ºC Ta = -17,78 ºC w/6 w/3 Tw h Ta

Resolució del problema: Triar el tipus de problema: Preferences > Thermal Triar el tipus d’element (per a problemes de calor en 2 dimensions): PLANE 55 Elements quadrilàter: 4 nodes Graus de llibertat: Temperatura Constants reals: si s’escau Propietats dels materials: Material Properties > Material Model > Thermal > Conductivity > Isotropic 4. Mallar la geometria, per exemple: 10 divisions 20 divisions

Condicions de Dirichlet: 5. Imposició de les diferents condicions de contorn: Condicions de Dirichlet: Loads > Define Loads > Apply > Thermal > Temperature > On Lines Condicions de Neumann: Loads > Define Loads > Apply > Thermal > Heat Flux > On Lines Convecció: Loads > Define Loads > Apply > Thermal > Convection > Film Coefficient: h Bulk Temperature: Ta Resolució: Solution > Solve > Current LS 7. General PostProc > Plot Results > Contour Plot > Nodal Solution

Exemple 1 (barra encastada): condicions de contorn. Element: LINK 1 Real Properties: Posem secció Material Properties: Mòdul de Young Per poder aplicar les càrregues cal posar nodes allà on hi ha forces. Per visualitzar els resultats: General Postproc > Nodal Calcs > Sum @ Each Node L = 254 mm a = 0,3L A(secció) = 645,16 mm2 E = 2068,5E2 N/mm2 F1 = 2F2 = 4448 N

Imposició d’una resistència de contacte Per crear una resistència tèrmica de contacte entre dos sòlids, en primer lloc haurem de crear-la abans d’unir els dos sòlids. Ho farem a través de la comanda: Preprocessor > Modeling > Create > Contact Pair Seleccionem l’opció “Contact Wizard”, on definirem quina és la superfície objecte i la superfície de contacte. Opció Contact Wizard

Premem la pestanya “Pick Target” i seleccionem la línia del sòlid 1 com a superfície objecte. Un cop seleccionada fem OK i premem Next en la finestra Contact Wizard.

Seleccionem la línia del sòlid 2 com a superfície de contacte, amb el botó Pick Contact. Un cop seleccionada fem OK i premem Next en la finestra Contact Wizard, com abans. Finalment, introduïm a la casella Thermal Contact Conductance el valor de la conductància (1/R).

Aspecte d’una resistència de contacte (línia) entre dues superfícies planes