5.6. Создание шарниров
Узел по умолчанию представляет собой жесткое соединение элементов, способное помимо растягивающих усилий передавать также изгибающие моменты и моменты вращения в различных плоскостях. К такого рода объектам относятся, например, соединения типа группового резьбового, сварного и т. п.. не допускающие поворота отдельных элементов.
Однако в узлах модели, которая состоит из стержневых и пластинчатых элементов, могут быть созданы шарниры, разрешающие поворот вокруг какой-либо оси глобальной системы координат.
Создание шарниров фактически разрешает поворот отдельных (или всех) входящих в узел элементов. Таким образом, внутренние силовые факторы в виде моментов в тех элементах, на концах которых созданы шарниры, будут близки к нулю.
Замечание 1. Сказанное выше относится только к моментам, действующим относительно тех осей, вокруг которых разрешен поворот в шарнирах. Если к узлу, в котором создан шарнир, приложить внешнюю нагрузку в виде момента в плоскости, в которой разрешен попорот, то такой внешний момент хотя и отрисуется на модели, но будет проигнорирован при расчете.
Замечание 2. Следует иметь в виду, что добавление в модель шарниров не должно приводить к появлению в пей подвижных частей. Конструкция с подвижными частями становится механизмом, и, следовательно, не может быть рассчитана с помощью АРМ Structure3D (в версии v. 9.0 одна ошибка подобного рода, допущенная пользователем при построении модели конструкции, исправляется автоматически). Сообщение о том, что в модели имеются подвижные части, программой выдается не всегда, но по характеру полученных результатов можно судить о том, является ли построенная модель корректной.
В АРМ Structure3D можно создать шарниры двух типов:
в узле;
на конце стержня.
Рассмотрим их более подробно.
5.6.1. Создание и редактирование шарнира в узле
Наличие в узле шарнира подразумевает шарнирное соединение всех входящих в этот узел элементов. Поворот в таком шарнире может быть разрешен вокруг различных координатных осей глобальной системы координат. Шарнир в узле может быть создан (удален) двумя путями:
в режиме «Новый узел»;
с использованием специального режима создания шарниров.
В первом случае при переходе в режим «Новый узел» нажатием соответствующей кнопки (меню «Рисование»/«Узел»/ «По координатам») щелчок левой кнопки мыши позволяет создать новый узел в том месте, где находится указатель мыши. Если же щелкнуть правой кнопкой мыши по
Рис. 5.21. Изображение шарнира Рис. 5.20. Диалоговое окно «Узел» в узле модели
уже созданному узлу, то появится диалоговое окно «Узел», изображенное на рис. 5.20.
Сместив это окно в сторону, можно увидеть, как узел, на котором щелкнули, выделится. В полях ввода данных диалогового окна «Узел» отображаются координаты этого узла, которые можно при необходимости изменять.
Если установкой соответствующего флажка в группе Шарнир разрешить поворот вокруг какой-либо оси глобальной системы координат, то данный узел станет шарниром.
Изображение шарнира в модели конструкции несколько отличается от изображения жесткого узла. На рис. 5.21 показан фрагмент пирамиды с шарниром в вершине. В отличие от узлов, имеющих форму квадрата, шарнир изображается в виде окружности.
Для того чтобы отредактировать/удалить созданный шарнир в узле, необходимо поступить следующем образом: в том же режиме «Новый узел» щелкнуть правой кнопкой мыши на том узле, в котором создан шарнир, а затем в появившемся диалоговом окне (см. рис. 5.20) отредактировать/запретить разрешенные при создании шарнира повороты. Если в узле запрещены все повороты, то после нажатия кнопки «ОК» узел, в котором был создан шарнир, становится обычным жестким узлом.
Второй способ создания шарниров позволяет устанавливать последние не только в единичном узле, но и во всех узлах модели или же в группе узлов.
В том случае, если
шарниры создаются во всех узлах, нажимаем
кнопку «Шарнир всем узлам»
панели инструментов «Нарисовать» (меню
«Рисование»/«Шарнир»/«Создать Всем»).
Если же требуется поставить шарнир в одном или нескольких узлах, предварительно их нужно выделить. Далее переходим в меню «Рисование»/«Шарнир»/ «В узле»/«Создать Выделенным») и, выбрав один из двух вариантов задания шарниров (во всех узлах или только в выделенных), вызываем появление на экране диалогового окна «Шарнир в'узле» (рис. 5.22). В этом диалоге следует установить флажки, разрешающие повороты вокруг соответствующих осей глобальной системы координат. После нажатия кнопки «ОК» в соответствующих узлах будут созданы шарниры, а при отрисовке обычные узлы заменятся изображением шарнира, как это показано на рис. 5.21.
Рис. 5.22. Диалоговое окно «Шарнир в узле»
Для редактирования (или удаления) предварительно созданного шарнира удобнее использовать первый способ создания шарнира в узле, т. е. режим «Новый узел» (см. выше).