4.4.1.2. Просмотр карты напряжений
Для того чтобы посмотреть карту напряжений, в выпадающем списке «Выбор результатов» выберите режим «Напряжения» и укажите, какие компоненты напряжений и в каких элементах необходимо визуализировать (рис. 4.17).
Замечание. В версии v. 9.0 системы АРМ Structure3D для стержней рассчитываются только эквивалентные (по теории Мизеса) и осевые напряжения. Это отражено в соответствующем выпадающем списке (SVM и SX). В более поздних версиях будет реализована возможность определить все компоненты нормальных напряжений и напряжений сдвига.
Рис. 4.17. Выпадающий список компонентов напряжений
Необходимо сказать несколько слов об определениях, связанных с показом тех или иных компонентов напряжений в пластинах.
На рис. 4.18 изображен пластинчатый конечный элемент со своей локальной системой координат, ось Z которой совпадает с нормалью к пластине. Плоскость О— срединная поверхность пластины, в которой напряжения изгиба равны нулю.
Введем понятия положительной и отрицательной поверхностей пластины. Поверхность, располагающаяся выше срединной поверхности, называется положительной (поверхность 2 на рис. 4.18) и на компонентах напряжений обозначается символом «+». Соответственно отрицательная поверхность (на рис. 4.18 это поверхность 1) расположена ниже срединной, т. е. в отрицательном направлении по отношению к вектору нормали пластины. Она обозначается символом «—». Выбор компонента со значком «max» соответствует показу максимального напряжения — это относится к обеим поверхностям пластины.
Обозначения, применяемые для описания компонент напряжений в выпадающем списке, вводятся по следующим правилам. Нормальные напряжения обозначаются двумя буквами,
-
Рис. 4.18. Положительная и отрицательная поверхности пластины
одна из которых — заглавная S (от англ, stress -напряжение), а другая — название той координатной оси, вдоль которой действует этот компонент. Например, «SY+» обозначает напряжение, действующее на положительной поверхности пластины в направлении оси Y.
Для обозначения напряжений сдвига (касательных напряжений) используется три буквы, одна из которых по прежнему S, а две другие указывают на плоскость, в которой действует данное напряжение. Например, «SXY—» — это напряжение в плоскости XOY пластины на ее отрицательной поверхности.
Нормальные напряжения, в отличие от эквивалентных по Мизесу, которые всегда положительны, могут быть как положительными, так и отрицательными. Положительные напряжения — это растягивающие напряжения на какой-либо поверхности пластины, а отрицательные — сжимающие.
Пример карты эквивалентных напряжений в виде изообластей (с показом максимума по поверхностям пластины) приведен на рис. 4.19. При формировании этой карты был отключен показ и деформированной конструкции, и нормальной распределенной нагрузки, приложенной к пластинам крыши. В отдельных точках конструкции поставлены выноски.
Если необходимо визуализировать результаты расчета выбранных компонентов напряжений в каком-либо пластинчатом или стержневом конечном элементе, нужно в режиме выбора элементов (нажата кнопка «Выбрать» на инструментальной панели «Нарисовать») нажать левую кнопку мыши на нужной точке конечного элемента и немного сдвинуть указатель мыши — в строке статуса будет показываться соответствующая величина. Точное позиционирование указателя мыши при этом должно производиться на НЕДЕФОРМИРОВАННОЙ модели (см. п. 3.2.1.2).
Рис. 4.19. Карта эквивалентных напряжений в виде изообластей (с выносками)
СОВЕТ ПОЛЬЗОВАТЕЛЮ!
Для того чтобы просмотр результатов расчета напряжений в стержневых элементах модели стал более удобным, можно отключить показ пластин на панели инструментов «Фильтры вида».
Замечание. Среднее значение величины напряжений в пределах пластинчатого конечного элемента, показываемое в строке статуса, будет оставаться постоянным, несмотря на то, что цвет карты напряжений может изменяться в пределах этого конечного элемента.
Часто бывает, что для данного диапазона напряжений, ограниченного максимальным и минимальным напряжениями, возникающими во всей конструкции, наибольшее напряжение наблюдается, например, в пластинчатых элементах, а значения напряжения в стержнях лежат в «синей» части шкалы диапазона напряжений. Это не совсем удобно при анализе напряжений в стержневой модели при выключенном показе пластин. Для того чтобы «раскрасить» стержневую модель, т. е. сделать уровень напряжений наглядным с помощью цветовой шкалы, необходимо изменить диапазон напряжений. О том, как это сделать, подробно рассказано в п. 3.2.2. Отметим только, что аналогично можно задать диапазон изменения любого параметра, по которому строится карта результатов.
Для изменения параметров вывода результатов нужно в меню «Результаты» выбрать опцию «Параметры вывода результатов...», после чего откроется соответствующее окно (см. рис. 4.16). Выбрав в группе «Вид карты» кнопку «Максимальные значения в элементе», получим карту напряжений, построенную по максимальным значениям напряжений в узлах и середине пластинчатых конечных элементов (рис. 4.20).
Рис. 4.20. Карта эквивалентных напряжений с показом максимальных значений напряжений на пластинах
Пользуясь настройками диалога параметров вывода результатов, можно просматривать результаты расчета составляющих и нормальных напряжений (в направлении осей X или Y локальной системы координат пластины), и касательных напряжений в плоскости XOY той же локальной системы координат.
Рис. 4.21. Карта составляющих нормальных напряжений в пластинах по оси Y
При просмотре компонентов касательных напряжений только нужно иметь ввиду, что знак (плюс или минус) несет информацию о направлении сдвига под действием этих напряжений.
В случае необходимости можно ознакомиться и с другими компонентами напряжений, сделав соответствующий выбор. На рис. 4.21 показана карта нормальных напряжений в направлении оси Y локальной системы координат пластин. Положительные значения соответствуют растягивающим напряжениям, а отрицательные -- сжимающим.
Для того чтобы проверить, какие из стержневых элементов соединены по длине с пластинами, а какие нет, удобно включить только показ деформированной модели конструкции, отключив показ карты напряжений. Напомним, что на деформированной модели, кроме того, будут видны ошибки, допущенные проектировщиком при ее создании (если таковые имели место).