
- •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
- •Глава 2
- •Редактор создания и редактирования моделей
- •2.2. Предварительные настройки редактора
- •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
2.4.2.2. Создание нового поперечного сечения
Новое поперечное сечение может быть получено четырьмя способами:
создано в редакторе поперечных сечений;
открыто в заранее сохраненном файле собственного формата модуля АРМ Graph с расширением *.agr.
импортировано из базы данных в виде параметрической модели;
импортировано в редактор поперечных сечений через файл формата *.dxf,
Создание нового поперечного сечения во внутреннем редакторе АРМ Graph. Начиная с версии v.9.0, в качестве редактора поперечных сечений в АРМ Structure3D используется встроенный чертежно-графический редактор АРМ Graph. Это позволило значительно упростить процесс создания нового сечения и сделать его гораздо более удобным для пользователя.
Здесь мы кратко рассмотрим процесс создания нестандартного поперечного сечения, поскольку предполагается, что пользователь имеет достаточные навыки работы с редактором АРМ Graph или любым другим графическим редактором.
Для того чтобы войти в редактор поперечных сечений АРМ Graph, в меню «Файл» выбираем пункт «Новый»/«Сечение» Внешний вид загружаемого при этом редактора приведен на рис. 2.17.
Использование модуля АРМ Graph в качестве редактора сечений имеет некоторые особенности по сравнению с его функционированием как самостоятельного чертежно-графического редактора.
Так, нажатием
кнопки «Новая конструкция»
на панели инструментов «Файл» (меню
Рис. 2.17. Внешний вид окна редактора поперечных сечений АРМ Graph
«Файл»/«Новый»/«Конструкция») создается новый документ расчета на прочность, а не окно для построения нового поперечного сечения. Кнопка «Загрузить» на панели инструментов «Файл» (меню «Файл»/ «Загрузить...») позволяет загрузить новый файл модели с расширением *.frm или файл сохраненного ранее поперечного сечения с расширением *.wcr, а также файл редактора АРМ Graph с расширением *.agr.
Рис. 2.18. Чертеж нестандартного поперечного сечения
В качестве примера рассмотрим построение с помощью АРМ Graph произвольного сечения, изображенного на рис. 2.18. Этапы создания этого сечения таковы:
1. В меню «Файл» выбираем «Новый»/«Сечение».
2. Начинаем создание сечения с отрисовки верхней внутренней окружности радиусом 20,5 мм.
3. Копируем эту окружность, смещая ее вниз по вертикали на величину межцентрового расстояния, равного 45,5 мм.
4. Обе созданные окружности соединяем двумя вертикальными касательными, с привязкой к точкам квадрантов окружностей.
5. Производим удаление ненужных частей полуокружностей в режиме «Усечь объект». В результате возникает внутренний контур создаваемого сечения
6. Внешний контур сечения создаем путем смешения элементов внутреннего контура (двух отрезков и двух дуг) на величину толщины профиля, равную 6 мм.
После последней процедуры получаем два контура сечения - внешний и внутренний. На этом процесс построения поперечного сечения заканчивается.
Как уже упоминалось выше, пользователь имеет возможность взять в качестве сечения ранее созданный файл с расширением *.agr, открыв его в редакторе с использованием стандартной кнопки «Загрузить» на панели инструментов «Файл» (меню «Файл»/«Загрузить...»), или импортировать файл формата *.dxf (меню «Файл»/«Импорт...»).
Импортирование поперечного сечения из базы данных. Кроме того, редактор поперечных сечений АРМ Graph позволяет выбрать сечение, представленное в виде графического объекта, из базы данных. Графические объекты, которые могут быть взяты из базы данных, как правило, представляют собой параметрическую модель, которая переносится в поле редактора как параметрический блок. Такой блок перед добавлением его в библиотеку сечений должен быть обязательно расчленен. Рассмотрим кратко порядок вставки объекта из базы данных.
1. Переходим в режим
вставки объекта из базы данных нажатием
одноименной кнопки
на панели инструментов «Рисование»
(меню «Рисовать»/«Блок»/ «Вставить
объект из базы данных») После этого
откроются те базы данных, которые были
выбраны более ранним к ним обращением,
причем не обязательно из модуля АРМ
Structure3D.
Если таковых не окажется, то следует на
панели инструментов «Инструменты»
нажать кнопку
«Менеджер баз данных» (меню «Инструменты»/
Менеджер баз данных...») и в открывшемся
диалоговом окне «Менеджер баз данных»
отметить флажком одну или несколько
баз данных — те, к которых находятся
необходимые для встраивания объекты
(рис. 2.19).
2. Выбираем объект (параметрическую модель) из диалогового окна «База данных», выделив его на «дереве» отмеченной базы. Информация о данных выбранного объекта будет показана в окне «Данные» (рис. 2.20).
После выбора необходимого типоразмера сечение отрисуется в нижней части окна «Данные». Любой из параметров встроенного сечения можно изменить. Для этого нужно нажать кнопку «ОК» и в полях ввода открывшегося диалогового окно «Переменные» записать нужные числовые значения. Измененную таким образом модель нужно затем вставить в поле редактора АРМ Graph и соответствии с правилами вставки блоков.
Замечание. Пользователь имеет возможность использовать в качестве поперечного сечения файл параметрической модели с расширением *.agp, но вставлять его в окно редактора сечении придется с помощью правил вставки в чертеж параметрических блоков.
Рис. 2.19. Диалоговое окно «Менеджер баз данных»
3. Завершаем создание
поперечного сечения нажатием кнопки
«Расчленить блок на панели инструментов
«Модификация» (меню «Модификация»/«Расчленение
блока») и щелчком левой кнопкой мыши в
произвольной точке окна.
Рис. 2.20. Фрагмент диалоговых окон «База данных» и «Данные»
Замечание. Итак, поперечное сечение создано— либо путем импорта чертежа из файла формата *.dxf, либо вставкой из базы данных, либо с помощью построения с помощью внутреннего редактора. Прежде чем присваивать это сечение каким-нибудь элементам модели, необходимо предварительно внести его в библиотеку сечений (подробнее о внесении нового сечения в библиотеку см. п. 2.4.2.3).
Однако у пользователя есть возможность еще до внесения сечения в библиотеку сохранить его в собственном формате данного редактора Это может потребоваться в тех случаях, когда предполагается дальнейшее редактирование сечения (например, во время следующих сеансов работы с АРМ Structure3D) или обмен файла поперечного сечения с другими пользователями.
Сохранение, а следовательно, и загрузка сохраненного файла поперечного сечения может быть осуществлена на любом этапе его создания. Для сохранения созданного чертежа поперечного сечения нажмите кнопку «Сохранить» на панели инструментов «Файл» либо выберите в меню «Файл»/ «Сохранить» или «Сохранить как». Файл поперечного сечения будет иметь расширение *.wcs и может быть открыт в данном редакторе.
Выделение
контуров поперечного сечения. Для того
чтобы подготовленный рисунок стал
поперечным сечением, в нем необходимо
выделить внешний и внутренние контуры.
Для этого на панели «Контур» есть
специальные кнопки — «Простой контур»
(меню «Контур»/«Простой контур») и
«Набираемый контур»
(меню «Контур»/ «Набираемый контур»).
После нажатия кнопки «Простой контур»
следует щелкнуть сначала на любом из
элементов наружного контура, а затем
на любом из элементов каждого из
внутренних контуров (если они
Рис. 2.21. Поперечное сечение, подготовленное для внесения в библиотеку
есть). Замкнутые контуры после щелчка должны окраситься в синий цвет. Одновременно с нажатием одной из этих кнопок открывается диалоговое окно «Выбор контура», в котором после выделения всех контуров нужно нажать или кнопку «ОК», или правую кнопку мыши, или пробел. Область между выделенными контурами, т. е. собственно поперечное сечение, окрасится в серый цвет. Это означает, что программа адекватно поняла, какая область будет являться поперечным сечением (рис. 2.21).
Замечание. Соответствующие контуры могут быть выделены только в том случае, если они замкнуты.
Режим «Набираемый контур» используется тогда, когда имеет место неоднозначность определения контура. В этом случае пользователю нужно, войдя в режим, поочередно щелкать левой кнопкой мыши на элементах контура, добиваясь их выделения; если же предыдущий элемент выделился, а последующий — нет, то между этими элементами нет связи, т. е. в этом месте контур незамкнут.
Все сказанное выше относилось к сечению, подготовленному с помощью внутреннего редактора АРМ Graph. Если же поперечное сечение импортировано (или взято из заранее сохраненного файла) и имеет штриховку — а это означает, что выделение контуров для определения области штриховки уже было произведено ранее — то дополнительного выделения контуров по описанной выше методике не требуется.
В результате всех вышеперечисленных операций по построению заданного поперечного сечения (см. рис. 2.18) получаем изображение сечения, показанное на рис. 2.21. Теперь поперечное сечение полностью подготовлено для внесения в библиотеку.