Глава 4

СОЗДАНИЕ И РАСЧЕТ СТЕРЖНЕВО-ПЛАСТИНЧАТОЙ МОДЕЛИ КОНСТРУКЦИИ

Стержнево-пластинчатой называется модель, состоящая из стержневого каркаса и прикрепленных к нему пластин. Пластины (которые в дальнейшем разбиваются на пластинчатые конечные элементы) будем считать тонкими. Это означает, что толщина каждой пластины, по крайней мере, к пять раз меньше ее максимального линейного размера.

Расчет пластинчатых конечных элементов с помощью АРМ Structure3D подразумевает учет всех видов напряжений и деформаций, за исключением сдвига.

4.1. Общие положения

Прежде чем непосредственно переходить к описанию процесса создания, редактирования и расчета стержнево-пластинчатой модели конструкции, кратко перечислим виды пластинчатых конечных элементов, которые применяются для моделирования таких объектов, а также дадим некоторые общие рекомендации по выбору параметров их разбиения.

4.1.1. Виды пластинчатых конечных элементов

При формировании стержнево-пластинчатой модели используется несколько видов пластинчатых конечных элементов:

четырехугольная прямоугольная пластина;

четырехугольная произвольная пластина;

треугольная пластина.

Для создания и редактирования этих элементов предназначены специальные кнопки панели инструментов «Нарисовать», расположенной в левой части окна редактора (см. рис. 2.1).

«Четырехугольная Прямоугольная пластина» (меню «Рисование»/»Пластина»/«Четырехугодьная Прямоугольная»)

«Четырехугольная Произвольная пластина» («Рисование»/ «Пластина»/ «Четырехугольная Произвольная»)

«Треугольная пластина» («Рисование»/ «Пластина «/«Треугольная»)

Произвольная пластина с разбиением» («Рисование»/ «Пластина»/«Произвольная с разбиением»)

«Разбить пластину» («Рисование»/ « Пластина»/« Разбить пластину») .

Режим «Четырехугольная Прямоугольная пластина» используется в том случае, если область, в которой следует создать пластину, имеет форму прямоугольника. Созданная таким образом пластина представляет собой один конечный элемент и в большинстве случаев должна быть разбита на более мелкие конечные элементы с помощью режима «Разбить пластину». В противном случае задача может стать некорректной с точки зрения использования метода конечных элементов, и полученные результаты не будут соответствовать до5-ствителы-юсти (см. п. 1.4).

Режимы «Четырехугольная Произвольная пластина» и «Треугольная пластина» применяются только тогда, когда разбиение какой-либо плоской области на конечные элементы требуется проводить вручную. В свою очередь, такая необходимость может возникнуть в двух случаях: если заполняемая пластиной область имеет какие-либо мелкие выступы, которые проще всего разбить вручную, или если один или несколько конечных элементов после автоматического разбиения были случайно удалены пользователем. В последних версиях модуля АРМ Structure3D добавлена возможность разбиения таких пластин.

С помощью режима «Произвольная пластина с разбиением» можно заполнить пластиной некоторую плоскую область, имеющую границу в виде ломаной линии. Область может быть многосвязной, т. е. иметь внутренние отверстия, также ограниченные замкнутыми ломаными линиями. При работе в этом режиме можно создать пластину в произвольной области с привязкой к конкретным узлам модели, одновременно разбив ее на конечные элементы.

Режим «Разбить пластину» предназначен для разбиения на конечные элементы предварительно созданных пластин: четырехугольной прямоугольной, четырехугольной произвольной и треугольной.