- •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
3.5.2. Пересчет результатов расчета из глобальной системы координат в локальную и наоборот
Как уже отмечалось выше, часть приведенных в таблице результатов расчета, такие как перемещения в узлах стержня и угловые перемещения, относятся к глобальной системе координат, а внутренние силовые факторы — силы и моменты в узлах — к локальной системе координат стержня.
Для пересчета каких-либо векторов (а все эти величины векторные) из одной системы
Рис. 3.20. Диалоговое окно «Система координат» для пересчета координат вектора
координат в другую предназначен специальный инструмент, вызываемый кнопкой «Система координат» в окне «Результаты» (см. рис. 3.19). Нажатие этой кнопки при просмотре результатов расчета по определенному стержню приводит к появлению окна «Система координат» на фоне окна «Нагрузки» (рис. 3.20). В верхней части окна показываются направляющие косинусы векторов локальной системы координат рассматриваемого стержня в глобальной системе координат.
Пусть, например, нужно пересчитать перемещения узла 0 стержня № 11 из глобальной системы координат в локальную. В средней части окна «Система координат» выбираем опцию «В систему координат стержня». В этом случае активными станут правые нижние поля для ввода данных «Вектор в глобальной системе». В эти поля вручную вводим данные из таблицы «Внутренние нагрузки в узлах элементов», соответствующие перемещениям рассматриваемого узла?. После этого нажимаем кнопку «Пересчитать» окна «Система координат». Сразу же в неактивном левом окне «Вектор в локальной системе» получаем результат в виде составляющих вектора перемещений в узле 0 стержня №11 в локальной системе координат стержня в тех же единицах, что и координаты этого вектора в глобальной системе.
3.5.3. Просмотр графиков силовых факторов и перемещений по длине стержня
Для каждого из стержневых элементов модели конструкции можно получить графики силовых факторов и перемещений. Переход в режим показа графиков осуществляется нажатием в диалоговом окне «Результаты» (см. рис. 3.19) кнопки «Показать графики...», что вызовет появление диалогового окна выбора показа графиков «Графики» (рис. 3.21).
Рис. 3.21. Диалоговое окно «Графики»
Все графики, показ которых можно выбрать в этом окне, изображаются в локальной системе координат стержня. Напомним, что за плоскостями XOY и ZOX локальной системы координат стержня закреплены названия «Вертикальная плоскость (Y)» и «Горизонтальная плоскость (Z)» соответственно, независимо от ориентации осей локальной системы координат стержня в реальной конструкции (подробнее см. п. 2.4.4).
В диалоговом окне «Графики» следует нажать кнопку, соответствующую тому из силовых факторов, график которого необходимо получить.
В качестве примера рассмотрим график (эпюру) момента изгиба в вертикальной плоскости (рис. 3.22).
Для настройки стиля текста данного (и всех других) графика нужно щелкнуть правой кнопкой мыши на том типе текста, который требуется изменить. Щелчок вызывает появление диалогового окна «Стиль текста» (рис. 3.23). С помощью полей этого окна пользователь имеет возможность настроить стили текстов для показа графиков. Все эти настройки будут применены ко всем остальным режимам показа графиков, в том числе и в друга модулях, поскольку они запоминаются в отдельном файле настроек. В этом же окне (см. рис. 3.23) можно осуществлять также процедуру выравнивания и другие настройки текста.
Рис. 3.22. Диалоговое окно «Графики» и эпюра момента изгиба в вертикальной плоскости стержня № 11
Стиль вывода
графической информации может быть
настроен нажатием кнопки «Стиль»
на верхней панели инструментов диалогового
окна «Графики» (см. рис. 3.22). Нажатие этой
кнопки вызывает открытие диалогового
окна «Стиль графика» (рис. 3. 24), в котором
Рис. 3.23. Диалоговое окно «Стиль текста» для задания стиля текстовой информации на графиках
Рис. 3.24. Диалоговое окно «Стиль графика»
можно задать требуемый вид вывода графической информации.
Так, например, для того чтобы график приобрел привычный вид эпюры, в диалоговом окне «Стиль графика» нужно поставить флажки в опциях «Отмечать точки» и «Сносить точки на горизонтальную ось» Можно также изменить цвет, вид графика, толщину линии, тип маркера и т. п.
Графики строятся
на основе результатов расчета
соответствующего параметра. В большинстве
случаев (за исключением расчета
эквивалентных напряжений) стержень
разбивается на 100 частей по длине, для
которых и вычисляются точные значения
параметров, которые затем заносятся в
таблицу. Для вызова табличных значений
следует нажать соответствующую кнопку
«Показ таблицы»
.
Это приведет к открытию окна «Значения»
(рис 3.25), в котором показываются индекс
(номер) точки, для которой рассчитываются
значения параметра, расстояние от левого
(на графике) конца стержня и расчетное
значение параметра. Для того чтобы
посмотреть эти величины, нужно
воспользоваться линиями прокрутки.
Замечание. Напомним, что по умолчанию число поперечных сечений для расчета напряжении равно 20 (см. рис. 3.1). Поэтому, если не было задано иное значение числа разбиений, в таблице, соответствующей графику напряжении, будет ровно 20 .значений, а сам график будет построен по 20 точкам.
-
Рис. 3.25. Диалоговое окно «Значения»
Режим отображения графической информации построен таким образом, что в верхней части графика показываются текущие положения перекрестия указателя мыши в единицах, нанесенных на соответствующие координатные оси. Это означает, что для оперативного определения параметров какой-либо точки на графике достаточно установить указатель мыши в этой точке и вверху окна (см. рис. 3.22) прочитать значения координат X и Y. В нашем случае X = 1120 (мм) - это координата точки стержня, отсчитанная от его начала, которое на графике находится слева (напомним, что па началу стержня соответствует узел 0); Y = 1280 (Нм) - значение изгибающего момента к этой точке (единицы измерения указаны на соответствующих осях).
Вывод на печать графиков производится индивидуально для каждого графика.
Подготовка данных для печати проводится в режиме, вызываемом кнопкой «Печать». Появляется диалоговое окно «Данные для печати» (рис. 3.26), с помощью которого можно выбрать, в какой именно форме следует печатать полученные результаты расчета данного параметра. Кнопка «Печатать график» может находиться в двух положениях: «Печатать» (зеленый
Рис. 3.26. Окно задания данных для печати графика и таблицы
флажок) и «Не печатать» (красный крестик). То же самое касается и печати таблицы. В том случае, если выбран вариант «Печатать таблицу», то в ставшем активном поле (справа от кнопки «Печатать таблицу») можно ввести шаг печати таблицы. Так, если в это поле поставить цифру 2, то будет печататься каждое второе значение из таблицы, и т. д.
Вывод графических результатов может быть осуществлен либо на принтер (кнопка «ОК», см. рис. 3.24), либо в файл формата RTF (кнопка «RTF»). Файл этого формата открывается большинством современных текстовых редакторов, например редактором «MS Word», так что есть возможность редактирования файла результатов. Такая возможность особенно удобна в том случае, если по результатам расчета модели конструкции нужно подготовить отчет.
При анализе графиков перемещений у пользователя есть выбор: просматривать либо полное перемещение стержня в пространстве с учетом деформации остальных элементов модели, либо только перемещение, вызванное изгибом, сжатием или растяжением стержня относительно прямолинейного первоначального недеформированного положения. По умолчанию установлен флажок «Показывать полное перемещение» (см. рис. 3.21), поэтому если необходимо знать только перемещение стержня относительно его первоначального недеформированного состояния, этот флажок нужно отключить. В последнем случае линейные перемещения концов стержня будут полагаться нулевыми.
