
- •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
2.3.2.2. Выталкивание выделенного плоского фрагмента модели
В рассматриваемом случае в режиме «Выбрать Группу» выделяем всю раму целиком, после чего она приобретает красный цвет и становится готовой к последующему выталкиванию.
Для выталкивания
модели (или какого-либо ее фрагмента)
следует перейти в режим «Вытолкнуть»
нажатием соответствующей кнопки на
панели «Инструменты», располагающейся
в центральной верхней части окна (меню
«Инструменты»/«Выталкивание»).
Рис. 2.8. Диалоговое окно «Выталкивание»
Замечание. С помощью этого режима может быть произведено и простое, и расширенное выталкивание выделенных элементов модели.
Простое выталкивание происходит, если вектор умножения, показывающий направление выталкивания, создастся БЕЗ ПРИВЯЗКИ к какому-нибудь узлу модели, а расширенное — с ПРИВЯЗКОЙ к узлу. Процедура расширенного выталкивания будет подробно рассмотрена в п. 6.2.2.1, здесь же пойдет речь только о простом выталкивании объектов.
После перехода в режим выталкивания нужно показать направление выталкивания с помощью вектора умножения, который начинает отрисовываться после первого щелчка левой кнопки мыши и заканчивается вторым щелчком этой же кнопки. Нажатие правой кнопки позволяет отменить начатое рисование. После второго нажатия левой кнопки мыши появляется диалоговое окно «Выталкивание» (рис. 2.8), в полях ввода которого задаются координаты вектора умножения (параметры «X» и «Y» группы «Вектор Умножения») в глобальной системе координат. Напомним, что координатные оси глобальной системы координат указываются в левом нижнем углу каждого из окон.
В соответствии с постановкой задачи (см. рис. 2.5) необходимо вытолкнуть подготовленную плоскую раму, только в направлении оси Y, с интервалом в 200 см, так чтобы общая длина трехмерной модели составила 400 см (4 м). Обеспечить такую длину может «Число Секций», равное 2. Таким образом, в результате выталкивания исходной плоской рамы будет создана трехмерная модель обшей длиной 4 м, состоящая из двух секций по 200 см каждая; включенный флажок «Создавать боковые стержни» будет означать, что от каждого узла плоской рамы
Рис. 2.9. Трехмерная модель, полученная в результате операции выталкивания
в направлении вектора умножения (в данном случае — оси Y) протянутся дополнительные стержни. Нажатие кнопки «ОК» (или ENTER на клавиатуре) позволит выполнить такое выталкивание.
Результаты выталкивания удобнее всего просматривать в окне «Произвольный Вид». Для этого восстанавливаем все окна и разворачиваем окно «Произвольный Вид». Если изображение модели целиком вписать в окно, то получится примерно такая картинка, как на рис. 2.9.
Поскольку режим «Создавать боковые стержни» предусматривает генерацию стержней в направлении выталкивания от всех выделенных узлов, то в процессе выталкивания могут появиться дополнительные элементы, которых в создаваемой модели быть не должно. В рассматриваемом случае, в соответствии с рис. 2,5, у полученной после выполнения операции выталкивания модели (см. рис. 2.9) такими элементами являются стержни, соединяющие нижние узлы стоек, а также центральная стойка передней части модели и ее нижний узел. Их следует удалить.
Для этого выделяем подлежащие удалению стержни и узел и, нажав на кнопку «Удалить выбранное» - это самая нижняя кнопка в левой вертикальной панели инструментов «Нарисовать» (меню «Рисование»/ «Удалить выбранное») - удаляем эти элементы после дополнительного предупреждения. Ту же операцию можно выполнить с помощью кнопки DELETE па клавиатуре.
Для завершений создания модели нам осталось сделать только один шаг. В конструкции, модель которой мы создаем (см. рис. 2.5), крыша выступает на 50 см не только спереди и сзади, но также и с боковых сторон. Построить такой выступ можно двумя способами. Первый -- это поставить новые узлы на продолжении каждого из стержней на расстоянии 50 см в обе стороны, а затем соединить их с помощью новых стержней. Этот путь довольно трудоемок, но, тем не менее, приводит к желаемому результату.
Второй способ гораздо проще. Он заключается в простом выталкивании боковых стержней с помощью команды «Вытолкнуть» при включенном флажке «Создавать боковые стержни» (см рис. 2.8). Предварительно, как обычно, выделяем те стержни, которые необходимо вытолкнуть, а также уточняем параметры «Вектора умножения». Проведение данной операции для обеих сторон позволит быстро сформировать требуемый козырек.
Замечание 1.
В АРМ Structure3D предусмотрена возможность
отмены последней или нескольких последних
операций. Но эта функция должна быть
предварительно включена пользователем.
И только те действия с моделью, которые
были выполнены с включенной отменой
операций, могут быть отменены. Сделано
это по следующей причине. В случае
сложной многоэлементной модели, с числом
элементов порядка 1000 и более, работа
программы при включенном режиме отмены
операций сильно замедляется, что вызывает
определенное неудобство. Поэтому опытный
пользователь имеет возможность перед
выполнением тех действий, где могут
быть допущены ошибки, включить отмену
операций, а после их выполнения —
выключить. Начинающему или менее опытному
пользователю желательно включать отмену
операций всегда. Включить/выключить
отмену операции можно, обратившись к
меню «Редактирование» и включив/выключив
флажок опции «Отмена операций» При
включенном флажке станут активными
кнопки - «Отменить»
и «Повторить»
на панели инструментов «Файл» (опции
меню «Редактирование»/»Отменить» и
«Повторить»), и у пользователя будет
возможность отменить до десяти операций,
сделанных в этом режиме с момента
включения флажка.
Замечание 2. Статус опции отмены операций сохраняется и после корректного завершения работы АРМ Structure3D. Это означает, что если включить (выключить) отмену операций, а затем завершить работу программы, то при последующем запуске АРМ S(ructure3D эта опция будет включена (выключена) по умолчанию.
Аналогичным образом статус опции отмены операций не меняется при сохранении подготовленной к расчету модели в файл. При последующей загрузке такого файла он будет открыт с тем состоянием опции отмены операции, которое имело место при сохранении.
Для получения более полного представления о внутренних взаимосвязях созданной трехмерной модели ее можно вращать. Вращение модели будет происходить относительно «Центра Поворота», отмеченного в каждом из окон небольшим крестиком красного цвета. При создании новой модели или открытии уже созданного ранее файла, «Центр Поворота» будет располагаться в геометрическом центре модели для выбранного вида. В этом случае модель будет вращаться вокруг этого центра и не станет «убегать» за пределы открытого окна - это самый удобный режим вращения. Однако если пользователю по каким-то причинам нужно установить центр поворота в другом месте, следует прежде всего снять флажок опции «Авто», а затем, при повторном входе в меню «Вид»/«Центр поворота», выбрать опцию «Установить», после чего щелкнуть на той точке окна, которая будет служить центром поворота.
Удобнее всего
производить просмотр трехмерной модели
в окне «Произвольный Вид» с использованием
кнопки «Поворот вида»
панели инструментов «3D Вид». После
нажатия кнопки нужно щелкнуть в поле
того вида, который требуется повернуть.
Дальнейшее перемещение мыши в
горизонтальном направлении приводит
к повороту вокруг вертикальной оси,
проходящей через центр вращения, а в
вертикальном -- вокруг горизонтальной.
Остановить поворот и выйти из режима
поворота можно повторным щелчком мыши
в поле вида.