Файл: Ю.Ф. Глазков Избранные задачи механики твердого деформируемого тела.pdf

26

Таблица 1

Размеры основных деталей

Так как способ прикрепления левого фланца к опоре мало влияет на напряженно - деформированное состояние остальной части балки, было принято решение о наложении полных связей (Full=@) на все узлы в левом поперечном сечении балки.

Балка нагружена сосредоточенной силой P = 100 кН, приложенной по верхнему обрезу правого торцевого фланца под углом 300 к вертикали (рис. 7). Для задания нагрузки в ППП ALDAN нагрузка разложена на две

27

компоненты: Py = -P cos300 = -100 0,865 = -86,5 кН; Pz = P sin300 = 100 0,500 =50,0 кН.

Генерация сетки КЭ выполнялась в следующем порядке:

1. на первом этапе создана сетка для детали Д1 с использова-

нием режимов Construct/Mesh/ 4 point, Add/Line/Circle

иAdd/Line/Line/ Single;

2.на втором этапе создавалась сетка КЭ для деталей Д2, Д3 и

Д4 в режимах Add/Line/Line/ Single и Modify/Copy/ Join, когда сетка КЭ в детали Д1 использовалась как опорная.

Окончательный вид конечноэлементной модели балки приведен на рис.9. На этом рисунке показаны наложенные связи и нагрузки. На рис.10 показаны результаты определения перемещений (рис.10,а) и эквивалентных напряжений по Мизесу (рис.10,б).

Рис.7. Схема конструкции балки в срединных поверхностях

28

Рис.8. Проект сетки КЭ в основных деталях балки

29

Рис.9. Конечноэлементная модель балки

31

10. Основные результаты курсовой работы

иформа их представления

Вкачестве основных результатов проделанной работы в отчете должны быть представлены основные выводы о напряженнодеформированном состоянии конструкции, указаны наибольшие значения перемещений и напряжений, оценки состояния с точки зрения надежности конструкции. Отчет должен содержать следующую информацию:

1.описание заданной конструкции, ее особенностей и условий работы;

2.схему выбранной системы конечных элементов с указанием приложенных нагрузок и наложенных связей; схемы, графики

иэпюры, характеризующие особенности распределения перемещений;

3.схемы, эпюры и картины изолиний наиболее характерных типов напряжений, основные комментарии и выводы по анализу напряженного состояния;

4.сравнение (при наличии возможности) результатов расчета МКЭ с другими решениями, оценки достоверности полученных результатов с помощью приближенных расчетных методов;

5.основные выводы по проделанной работе;

6.список использованной литературы.

Рекомендуемая литература

1. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. - М.:Мир,

1975.- 541 с.

2.Бате К., Вилсон Е. Численные методы анализа и метод конечных элементов. - М.: Стройиздат,1982.- 447 с.

3.Александров А.В., Потапов В.Д. Основы теории упругости и пластичности: Учебник для строительных специальностей вузов.-

М.:Высш. школа,1990. - 400 с.

4.Александров А.В., Лащеников Б.Я., Шапошников Н.Н. Строи-

тельная механика. Тонкостенные пространственные системы: Учебник для вузов. - М.:Стройиздат,1983.-488 с.

32

ПРИЛОЖЕНИЕ

П.1. Структура меню препроцессора SUPERDRAW II

1. Add – добавление линий, дуг, окружностей, прямоугольников и текстов.

1.1. Line – создание линий.

1.1.1. Single – ключ связанных и одиночных линий. 1.1.2. Bacup – отмена последней введенной точки.

1.2. Circle – создание окружностей.

1.2.1. Center+P – построение окружности по центру и точке.

1.2.2. Diam P+P – построение окружности по двум точкам диаметра. 1.3. Arc – создание дуг окружностей.

1.3.1. PP 3 rd pt – построение дуги по трем точкам. 1.3.2. Angle pp – построение дуги по углу и двум точкам.

1.3.3. Center pp – построение дуги по центру и двум точкам. 1.3.4. Sense – изменение выпуклости дуги на обратную. 1.3.5. Values – изменение величин радиуса и углов.

1.4. Rectangle – создание прямоугольников.

1.5. Text – добавление текста к рисунку.

1.5.1. Point – задание начальной точки текста. 1.5.2. Box – задание текстового поля.

1.5.3. Keyboard – ввод текста с клавиатуры.

1.5.4. File – ввод текста из файла.

1.6. FEA add добавление граничных условий (ГУ) и элементов, сил, температур, ускорения и центробежных сил.

1.6.1. Bdry Cond – добавление ГУ к узлам. Value – задание значений ГУ.

I binary – если , то задание ГУ в двоичной системе. Full = @ - если , то запрет на все степени свободы. Box apply – задание окна, все узлы в котором содержат

одинаковые заданные ГУ.

Filter – включение и выключение фильтра. Object – выбор объекта.

Line – выбор линии. Circle – выбор окружности. Arc – выбор дуги.

Text – выбор текста.

33

Color – выбор цвета. Group – выбор группы.

Layer - выбор слоя (далее не обсуждается). Line Size – выбор длины линии.

FEA add – выбор линий и текстов, созданных в меню

Add/FEA add.

1.6.2. bdr Ele – добавление граничных элементов (ГЭ) к узлам. Rigid – задание абсолютно жесткого ГЭ.

X fixed – фиксируется направление х. Y fixed – фиксируется направление y. Z fixed – фиксируется направление z.

Displace – задание ГЭ с перемещением. Displace – задание величины перемещения. Load case – задание случая загружения. ele Fact – задание фактора нагрузки.

Ele mul – задание множителя нагрузки. Elastic – задание упругого ГЭ.

Translate – выбор ГЭ на перемещение. Rotate – выбор ГЭ на поворот.

Vector – задание направления ГЭ. X dir – в направлении X.

Y dir – в направлении Y. Z dir – в напрaвлении Z.

Length – изменение длины вектора. Negate – изменение направления вектора на

противоположное. Stiffness – задание жесткости ГЭ.

Box apply – задание окна, все узлы в котором содержат одинаковые заданные ГЭ (см. п. 1.6.1).

1.6.3. Temperatu – добавление температур и температурных граничных элементов (ТГЭ) к узлам.

Structure – задание температур в узлах. Value – ввод величины температуры.

Box apply – см. п. 1.6.1.

T applied – задание ТГЭ.

34

T value – ввод величины температуры.

Load case – см. п. 1.6.2. ele Fact – см. п. 1.6.2. Ele mul – см. п. 1.6.2.

Stiffness – задание температурной жесткости.

Box apply – см. п. 1.6.1.

Init T – задание температуры в узлах.

Box apply – см. п. 1.6.1.

1.6.4. Force – задание сил, приложенных в узлах.

Vector – см. п. 1.6.2.

Magnitude – задание величины силы.

Load case – см. п. 1.6.2.

Comment – добавить комментарий к изображению силы.

Box apply – см. п. 1.6.1.

1.6.5. G-accel – задание гравитационного ускорения.

Vector – см. п. 1.6.2.

Magnitude – см. п. 1.6.4 Load case – см. п. 1.6.2. ele Fact – см. п. 1.6.2.

Ele mul – см. п. 1.6.2.

1.6.6. Centrif – задание центробежной силы.

X axis – задание направления оси вращения X. Y axis – задание направления оси вращения Y. Z axis – задание направления оси вращения Z.

RPM – задание величины угловой скорости (об/мин). Center – задание точки, лежащей на оси вращения.

Load case – см. п. 1.6.2.

2. Modify – редактирование объектов.

2.1. Copy – копирование объектов.

2.1.1. Select – выбор объекта копирования. Point – выбор одиночного объекта.

Box – выбор объектов, заключенных в окно.

Toggle – если , то объект добавляется к выбранным.

Filter – см. п. 1.6.1.

All – пометить все объекты на экране. None – отменить выбор всех объектов.

35

2.1.2. Last move – повторение последнего Move или Copy. 2.1.3. Rot last – повторение последнего Rotate.

2.1.4. Join – если , то все узлы копируемого объекта соединяются прямыми линиями с узлами копии.

2.2.Move – перемещение объектов.

2.2.1.Select – см. п. 2.1.1.

2.2.2.Last move – см. п. 2.1.2.

2.3.Delete – удаление объектов.

2.3.1.Select – см. п. 2.1.1.

2.3.2.Delete – удаление выделенных объектов.

2.4.Update – изменение Color, Group и Layer выделенных объектов.

2.4.1.Select – см. п. 2.1.1.

2.4.2.Color – задание нового цвета.

2.4.3.Group – задание новой группы.

2.5.Rotate – поворот выбранных объектов.

2.5.1. Select – см. п. 2.1.1.

2.5.2.Z axis – задание поворота вокруг оси Z.

2.5.3.X axis – задание поворота вокруг оси X.

2.5.4.Y axis – задание поворота вокруг оси Y.

2.5.5.Vector – см. п. 1.6.2.

2.5.6.Perp cfg – задание центра и угла поворота тремя точками в плоскости, проходящей через эти точки.

2.5.7.Angle – задание угла поворота.

2.5.8.Rotate – выполнение поворота.

2.6.X text – создание текста.

2.7.Trim/ext – продолжение выбранной линии до пересечения

с другой линией. 2.7.1. Filter – см. п. 1.6.1.

2.8.Intersect – деление пересекающихся линий.

2.8.1.Multiple – см. п. 2.1.1.

2.8.2.Filter – см. п. 1.6.1.

2.8.3.Equation - если , то делящая линия бесконечна.

2.9.O mirror – зеркальное отображение объектов.

2.9.1. Select – см. п. 2.1.1.

2.10. Scale – масштабирование объектов.

36

2.10.1. Select – см. п. 2.1.1.

2.10.2. Values – задание масштаба.

2.10.3. Cir/arcs – если , то масштабируются радиусы дуг. 2.10.4. Text – если , то масштабируется текст.

2.10.5. Line sc – выбор направления масштабирования. Y dir – выбор оси Y.

Z dir – выбор оси Z.

2.10.6. Do scale – выполнить масштабирование. 2.11. Arrow – поставить на концах линии стрелки.

2.11.1. Filter – см. п. 1.6.1.

2.11.2. Size – изменить размер стрелок.

2.11.3. Ctv2lines – разбиение стрелок на отдельные линии. 3. Construct – конструирование и редактирование конструкций.

3.1. Glue – перемещения объекта с вращением заданием векторов перемещения трех точек объекта А, В и С.

3.1.1. Select – см. п. 2.1.1.

3.1.2. AB scale – если , то линия АВ масштабируется.

3.2.PT move – перемещение точки конструкции.

3.3.Box move – перемещение точек в заданной области.

3.3.1.Filter – см. п. 1.6.1.

3.3.2.Vector – см. п. 1.6.2.

3.3.3.Snp2pln – если , то перемещение происходит только в плоскости экрана.

3.3.4.Neg move – перемещение в отрицательном направлении.

3.3.5.Move – выполнение перемещения.

3.4.Divide – деление объектов.

3.4.1. Select – см. п. 2.1.1.

3.4.2.Number – задание числа объектов, на которые делится выбранный объект.

3.4.3.To lines – если , то дуги делятся на линии.

3.4.4.Divide – выполнение деления.

3.5.Mesh – создание сетки.

3.5.1. Filter – см. п. 1.6.1.

3.5.2.2 object – создание сетки между двумя объектами.

3.5.3.3 point – создание сетки по трем точкам.

3.5.4.4 point – создание сетки по четырем точкам.

3.5.6.Values – задание числа разбиений.

3.6.Fillet – соединение двух линий по окружности.