- •Глава 1
- •Основные сведения о методе конечных элементов
- •1.1.1. Стержневой конечный элемент
- •1.1.2. Пластинчатый конечный элемент
- •1.1.3. Объемные (сплошные) конечные элементы
- •1.2. Назначение и возможности модуля арм Structure3d
- •1.3. Оценка максимальной размерности задачи, которая может быть решена с помощью арм Structure3d
- •1.4. Особенности подготовки стержневой модели к расчету
- •Редактор создания и редактирования моделей
- •2.2. Предварительные настройки редактора
- •Глава 2
- •2.3. Создание расчетной модели стержневой конструкции
- •2.3.1. Создание плоской модели
- •2.3.2. Выталкивание плоской рамы в заданном направлении
- •2.3.2.1. Выделение фрагмента модели
- •2.3.2.2. Выталкивание выделенного плоского фрагмента модели
- •2.3.3. Моделирование окружностей и дуг окружностей
- •2.3.3.1. Моделирование окружностей
- •2.3.3.2. Моделирование дуг окружностей
- •2.4. Подготовка стержневой модели конструкции к расчету
- •2.4.1. Задание параметров материала
- •2.4.2. Задание поперечных сечений
- •2.4.2.1. Библиотека поперечных сечений
- •2.4.2.2. Создание нового поперечного сечения
- •2.4.2.3. Добавление нового сечения в библиотеку сечений
- •2.4.2.4. Присвоение стержневым элементам модели поперечных сечений
- •2.4.3. Задание опор
- •2.4.4. Задание действующих на элементы модели внешних нагрузок
- •2.4.4.1. Расчет модели конструкции, находящейся под действием отдельных составляющих внешних нагрузок. Загружения и комбинация загружений
- •2.4.4.2. Задание сосредоточенных нагрузок в узлах модели
- •2.4.4.3. Задание нагрузок на стержневые элементы модели
- •Глава 3
- •3.1. Параметры расчета и запуск модели на расчет
- •3.2. Просмотр результатов статического расчета напряженно-деформированного состояния стержневой модели конструкции
- •3.2.1. Просмотр карты результатов
- •3.2.1.1. Настройка параметров вывода результатов
- •3.2.1.2. Просмотр карты напряжений
- •3.2.1.3. Просмотр максимального и минимального значения параметров
- •3.2.1.4. Построение выносок
- •3.2.2. Изменение диапазона изменения расчетного параметра на карте результатов
- •3.2.3. Просмотр распределения напряжений в поперечном сечении стержня
- •3.2.4. Просмотр деформированной модели конструкции
- •3.2.5. Просмотр карт перемещений, нагрузок, коэффициента запаса и главных напряжений
- •3.2.5.1. Просмотр карты перемещений
- •3.2.5.2. Просмотр карт нагрузок, коэффициента запаса и главных напряжений
- •3.3. Просмотр результатов расчета реакций в опорах
- •3.4. Просмотр результатов расчета силовых факторов
- •3.5. Просмотр количественных результатов расчета по отдельным элементам модели конструкции
- •3.5.1. Просмотр результатов расчета внутренних силовых факторов в узлах стержневых элементов модели
- •3.5.2. Пересчет результатов расчета из глобальной системы координат в локальную и наоборот
- •3.5.3. Просмотр графиков силовых факторов и перемещений по длине стержня
- •3.6. Вывод данных по расходу стержневых элементов
- •3.7. Вывод результатов расчета модели конструкции на печать и в файл формата rtf
- •Глава 4
- •4.1. Общие положения
- •4.1.1. Виды пластинчатых конечных элементов
- •4.1.2. Выбор параметров разбиения пластинчатых элементов
- •4.1.2.1. Предпочтительные формы пластинчатых конечных элементов
- •4.1.2.2. Выбор параметров разбиения пластин на конечные элементы
- •4.2. Режимы разбиения пластин
- •4.2.1. Режим «Четырехугольная Прямоугольная пластина»
- •4.2.1.1. Локальная система координат пластины
- •4.2.1.2. Создание и разбиение пластинчатых элементов
- •4.2.2. Режим «Произвольная пластина с разбиением»
- •4.2.3. Неавтоматизированный («ручной») режим создания и дополнительного разбиения пластин
- •4.3. Задание параметров пластин и их нагружение
- •4.3.1. Задание толщины и свойств материала пластин
- •4.3.2. Приложение к пластинам нормальных распределенных нагрузок
- •4.3.2.1. Приложение к пластинам нормальных равномерно распределенных нагрузок
- •4.3.2.2. Приложение к пластинам нормальных неравномерно распределенных нагрузок
- •4.3.3. Инвертирование системы координат пластины
- •4.4. Визуализация результатов расчета стержнево-пластинчатой модели конструкции
- •4.4.1. Просмотр карт результатов
- •4.4.1.1. Настройка параметров вывода результатов
- •4.4.1.2. Просмотр карты напряжений
- •4.4.1.3. Просмотр карты перемещений
- •4.4.1.4. Просмотр карт нагрузок, коэффициента запаса и главных напряжений
- •4.4.2. Просмотр количественных результатов расчета модели конструкции
2.4.3. Задание опор
Прежде чем отправить созданную модель на расчет, необходимо ее закрепить, т. е. задать в узлах опоры. Рассматриваемую модель (см. рис. 2.5) будем закреплять в нижних узлах стоек, для чего нужно поставить опоры в пяти узлах.
Заметим, что если тип опор во всех узлах одинаков, то имеет смысл предварительно выделить те узлы, в которых будут установлены опоры, и далее работать уже с группой выделенных узлов.
Выделив узлы,
нажатием кнопки «Опора»
на левой панели инструментов «Нарисовать»
(меню «Рисование»/«Опора») переходим
в режим задания опор. Затем щелкаем
мышью на любой из выделенных опор, что
вызывает появление окна «Установка
опоры» (рис. 2.28). Включением флажков в
соответствующих полях групп Перемещения
и Поворот
можно задать ограничения по перемещению
в направлениях осей глобальной (или
локальной) системы координат узла и по
повороту вокруг этих же осей.
Кнопки группы Тип
опоры
позволяют запрещать или разрешать узлу
(или узлам) различные степени свободы.
Так, нажатием кнопки «Заделка»
можно лишить узел всех шести степеней
свободы; нажатием кнопки «Шарнирная»
опора» - трех степеней свободы, запретив
перемещения по трем осям. И напротив,
активная кнопка «Удалить опору»
позволит снять все заданные ранее
ограничения по перемещению и повороту.
Рис. 2.28. Диалоговое окно «Установка опоры»
Замечание 1. Установка опор производится в локальной системе координат узла, если последняя была задана в этих узлах. Если локальная система координат конкретного узла не задана, то действуют направления глобальной системы координат, и установка опоры будет производиться в глобальной системе координат. Подробно о локальной системе координат узла будет рассказано в главе 5.
Нажатием кнопки «ОК» производим установку опор на всех выделенных стержнях. Кнопка «Удалить» удаляет ранее заданную опору.
Замечание 2. С группой элементов (в данном случае узлов) можно работать только при задании определенного свойства сразу всем элементам этой группы. Например, если нужно поставить однотипные опоры в нескольких узлах или приложить одинаковые нагрузки к группе стержней или пластин.
Если после выполнения такой операции возникла необходимость к редактировании свойств отдельных опор, то работать следует уже с каждым элементом группы по отдельности, щелкая левой кнопкой мыши по очереди па каждом из них.
Если же редактировать нужно сразу все выделенные опоры, то щелкаем левой кнопкой мыши в режиме «Опора» па любой из них, в появившемся окне «Установка опоры» (см. рис. 2.28) отмечаем новые свойства опор и нажатием кнопки «ОК» присваиваем эти свойства всем выделенным элементам.
Можно поступить по-другому: щелчком мыши на предварительно выделенной группе элементов удалить все заданные атрибуты (поставленные опоры или приложенные нагрузки), а затем задать их заново.
2.4.4. Задание действующих на элементы модели внешних нагрузок
Последним из необходимых действий перед запуском на расчет является задание внешних нагрузок. В АРМ Structurе3D при расчете могут быть учтены следующие виды внешних нагрузок:
сосредоточенные силы и моменты, приложенные к узлу;
сосредоточенные и распределенные нагрузки на стержни, задаваемые в системе координат стержня;
нагрузки, задаваемые перемещением опор;
температурные нагрузки на элемент;
нагрузки, задаваемые действием ускорений;
собственный вес конструкции.
Картина общего нагружения формируется из силовых факторов одного или нескольких видов. В общем случае к разным элементам конструкции могут быть приложены различные по виду, величине и способу действия нагрузки
Кроме того, зачастую конструкторов, особенно на предприятиях строительного профиля, интересует, как будет вести себя одна и та же конструкция под действием различных нагрузок или их комбинаций (например, как изменится поведение крыши здания, если вместо ветровых на нее будут действовать снеговые нагрузки или комбинация тех и других; или что произойдет с перекрытием производственного здания, если там установить новое, более тяжелое, оборудование, и г. д.). Проектировщику важно знать, каким будет наиболее опасное сочетание нагрузок для каждого элемента конструкции, чтобы избежать се разрушения.
АРМ Structure3D позволяет это сделать.
Прежде чем переходить к детальному рассмотрению каждого из вышеперечисленных типов нагрузок и их комбинаций, которое будет сделано в п.п. 2.4.4.2 и 24.4.3 этой главы (кроме нагрузок, заданных перемещением опор -этот вопрос излагается в п. 8.1.1), необходимо ввести некоторые новые понятия и определения.
