
- •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
4.2. Режимы разбиения пластин
Режимы разбиения пластин рассмотрим на примере моделирования верхней части (крыши) конструкции, изображенной на рис. 2.5.
Здесь есть одна особенность, связанная с тем, что данная модель строилась как стержневая, т. е. наличие крыши не предполагалось. Все действующие на модель нагрузки в отсутствие крыши были приложены к стержням. Теперь же распределенная нагрузка будет действовать непосредственно на пластины. Поэтому прежде чем формировать крышу, необходимо удалить распределенные нагрузки, ранее приложенные к тем стержням модели, к которым теперь будут присоединяться пластины (подробнее об операциях со стержнями см п. 2.4.4).
Для удаления нагрузки сразу со всех стержней выделите те стержни, к которым приложена распределенная нагрузка, а затем выберите в меню «Нагрузки» команду «Удалить нагрузки на стержень». После удаления нагрузок необходимо снять выделение со стержней (см. п. 2.4.4).
Замечание. Если изначально строится стержнево-пластинчатая модель, т. е. стержни, к которым крепятся пластины, предварительно не нагружаются, то можно сразу переходить к созданию пластин и их разбиению на конечные элементы (см. п.п. 4.2.1-4.2.3).
4.2.1. Режим «Четырехугольная Прямоугольная пластина»
Поскольку
формируемая крыша прямоугольная, для
построения ее пластин можно использовать
режим «Четырехугольная Прямоугольная
пластина» (кнопка «Четырехугольная
Прямоугольная пластина»
на инструментальной панели «Нарисовать»
или меню «Рисование»/ «Пластина»/
«Четырехугольная Прямоугольная»).
Выбрав этот режим, последовательно щелкните левой кнопкой мыши на трех узлах из тех, к которым необходимо «привязать» пластину. Определение положения четвертого узла и привязка к нему будут осуществлены автоматически.
При создании пластин нужно обязательно придерживаться установленного порядка нумерации узлов, который определяет положение локальной системы координат каждой из пластин. В свою очередь, ориентацию локальных систем координат пластин необходимо учитывать при последующем разбиении этих пластин на конечные элементы.
4.2.1.1. Локальная система координат пластины
Порядок нумерации узлов четырехугольных пластин при их создании следующий: первый узел пластины имеет номер 0, второй - 1, далее при последовательном обходе получаем узлы 2 и 3. В соответствии с данной нумераци ей ось X локальной системы координат пластины будет
Рис. 4.2. Локальная система координат четырехугольных пластин
располагаться в направлении 0—1, а ось Y - в направлении 1—2 (или 0—3). Ось Z дополняет систему координат до правой тройки: относительно конца вектора Z кратчайший поворот в плоскости XOY от положительного направления оси X к положительному направлению оси Y происходит против часовой стрелки. На рис. 4.2 показано два возможных положения локальной системы координат четырехугольной прямоугольной пластины при последовательном обходе узлов стержневой модели.
При создании четырехугольной произвольной пластины направление 0—1 опять же даст положительное направление оси X, ось Y будет направлена в направлении 0—3, но, естественно, под прямым углом к оси X. Система координат XYZ по-прежнему правосторонняя.
В треугольной пластине ситуация такая же: 0—1 определяет положительное направление оси X локальной системы координат пластины, ось Y - перпендикулярно оси X в направлении узла с номером 2, ось Z замыкает правую тройку.