3 Расчет рамы на температурное воздействие

3.1 Постановка задачи

Рассмотрим последовательность расчета заданной плоской рамы (Рис. 2) на температурное воздействие. Верхняя часть рамы подвержена охлаждению на температуру ∆Т = -35º, нижняя – нагреву на температуру ∆Т = 60º (Рис. 19а). Заданное температурное воздействие представляем как сумму неравномерного (Рис. 19б) и равномерного (Рис. 19в) температурного воздействия.

-51-

Рис. 19. Температурное воздействие на раму: а) заданное температурное воздействие; б) неравномерное температурное воздействие; в) равномерное температурное воздействие

Требуется определить продольные усилия N, поперечные усилия Q и изгибающие моменты M в стержнях, а также найти перемещения.

3.2 Назначение температурных воздействий

Для назначения температурных воздействий создадим два новых нагружения. В Нагружении 2 укажем неравномерное температурное воздействие (температурный перепад), в Нагружении 3 – равномерное температурное воздействие.

При задании температурного перепада по сечению стержневых элементов значение нагрузки следует разделить на размер сечения стержня (в метрах), вдоль которого этот перепад действует. Таким образом, получаем

– для элементов ригеля (47.5ºC – (-47.5ºC))/0.6 м = 95/0.6 (ºС/м);

– для элементов правой стойки ((-47.5ºC) – 47.5ºC)/0.5 м = -95/0.5 (ºС/м).

Температурные воздействия задаем как элементные нагрузки. В главном меню программы выбираем Редактировать – Нагрузки – Элементные – Температурные: -установить.

Для назначения нового нагружения щелкаем по надписи Нагружение 1. Надпись Нагружение 1 появится в окне редактора. Меняем номер 1 на 2 и нажимаем Enter. В окне выбора включаем переключатель dTs (температурный перепад). Теперь в окне редактора устанавливаем значение перепада температур dTs = 95/0.6 и значение

-52-

коэффициента температурного расширения alpha = 1e-005. Подтверждаем введенные значения нажатием на клавишу Enter. Отмечаем на схеме элементы ригеля (Рис. 20а). После этого в окне редактора меняем dTs = -95/0.5 и отмечаем элементы стойки (Рис. 20а).

Для назначения равномерного нагрева создаем Нагружение 3. После чего в окне выбора включаем переключатель Равном. Далее в окне редактора указываем равномерный нагрев T = 60ºC (Рис. 19в) и указываем элементы нижней стойки (Рис. 20б). Аналогично задаем равномерное температурное воздействие на верхнюю стойку T = -35ºC, а также на ригель и правую стойку T = 12.5ºC (рисунки 19в, 20б).

а)

б)

-53-

Рис. 20. Отображение температурного перепада (а) и равномерного нагрева (б)

Температурные воздействия можно отобразить в цвете. Для этого в окне активного меню нужно кликнуть по надписи -показать. При этом на экране появится цветовая шкала со значениями нагрузок для данного нагружения.

После ввода всех температурных нагрузок необходимо сформировать комбинацию нагружений, соответствующих температурным воздействиям. Для этого в главном меню программы выбираем Комбинации. Появится окно, в котором будет указана одна комбинация, соответствующая первому нагружению. Нажимая кнопку Новая, создаем новую комбинацию, в которой указываем единичные значения для Нагружения 2 и Нагружения 3 (Рис. 21).

-54-

Рис. 21. Формирование комбинаций нагружений