3.3. Поверхні обертання

Для формування розрахункової схеми чи її фрагменту у вигляді "стандарт­ної" поверхні обертання (циліндр, конус, сфера, тор) використовується відпо­відна операція у розділі Схема інструментальної панелі. Після її активації з'являється діалогове вікно Створення поверхні обертання, у якому призна­чається вид поверхні і задаються її характеристики (рис.21). Характерис­тики схеми включають такі дані: вид елементів (стержні, пластини), форму сітки елементів (для стержневих елементів — решітки), розміри, параметри розбиття та ін.

Рис.21

У процесі задання характеристик схеми можуть бути призначені типи еле­ментів та їхні жорсткості. За умовчанням для стержнів прийнятий тип 5, а для пластин — 42 (трикутники) або 44 (чотирикутники).

Рекомендується такий порядок призначення характеристик поверхні обер­тання:

• вибрати вид поверхні;

• вибрати вид елементів схеми;

• призначити тип розбиття;

• ввести геометричні характеристики;

• призначити жорсткісні характеристики елементів (цей крок доцільно ви­конувати, якщо всі або більшість елементів мають однакові характеристики);

• натиснути кнопку ОК.

Після закриття діалогового вікна на екрані буде відображена сформована схема.

3.4. Формування поверхонь, заданих аналітично

Аналітично задані поверхні формуються табулюванням функції двох змін­них z =f(x,y) із заданими інтервалом і кроком для кожної змінної. Дані для виконання цієї функції вводяться у діалоговому вікні Аналітично створювані поверх­ні (рис. 22).

Рис.22

Схема може бути сформована як зі стержневих, так і з пластинчастих елементів. При цьому необхідно ввести формулу поверхні і задати такі характеристики:

Х_нач — початкове значення X;

Х_кон — кінцеве значення X;

N_x — кількість елементів у напрямку X;

У_нач — початкове значення Y;

Y_koн — кінцеве значення Y;

N_y — кількість елементів у напрямку Y.

Для прикладу сформуємо оболонку, задану залежністю:

z=(l - х2/30 - у2/30)/3

при значеннях характеристик:

Х_нач = 30м; Х_кон = 30м; N_x = 15; У_нач = 30 м; Y_koн = 30 м; N_y = 15.

Одержана у результаті розрахункова схема оболонки зображена на рис. 23.

Рис.23

3.5. Створення схеми шляхом копіювання

Розглянемо ще один ефективний спосіб створення розрахункової схеми, дія якого базується на копіюванні із заданим кроком і напрямком схеми-прототипу. Копіюватися може як готова схема, тобто із введеними жорсткісними характеристиками, шарнірами, в'язями, навантаженнями і т.п., так і схема, для якої задана лише частина характеристик. Виклик режиму копію­вання всієї схеми виконується кнопкою із розділу Схема. Копіювання може виконуватися за різними правилами.

Найпростіший випадок — схема просто повторюється задану кількість ра­зів. У процесі повторень виконується контроль збігу вузлів та елементів і, якщо був активним маркер виключення збіжних об'єктів, то вони видаляю-ться із підсумкової схеми.

При копіюванні схеми із вибраними (відзначеними) вузлами і елементами виконується перетворення типу вибраних об'єктів за такими правилами:

• якщо на схемі-прототипі були вибрані вузли, то з кожного такого вузла породжується стержневий елемент, що з'єднує його із вузлом-аналогом на копії;

• якщо на схемі-прототипі були вибрані стержневі елементи, то кожний виб­раний стержень буде породжувати пластинчастий елемент (тривузловий — тип 42 або чотиривузловий — тип 44), розмір якого у напрямку копіювання буде дорівнювати заданому кроку копіювання;

• якщо на схемі-прототипі були вибрані пластинчасті елементи, то кожний ви­браний елемент буде породжувати об'ємний елемент (тип 36, 33 чи 34), розмір якого у напрямку копіювання буде дорівнювати заданому кроку копіювання.

Правила перетворення вибраних об'єктів будуть виконуватися і для будь-якої їх комбінації.

Керування режимом копіювання виконується у діалоговому вікні Копіювання схеми (рис.24), у якому встановлюється напрямок копіювання — по прямій уздовж осей загальної системи координат або по дузі кола навколо заданої осі (вісь обертання проходить через початок загальної системи ко­ординат). В обох випадках задаються кроки повторень прототипу і кількість повторень для кожного кроку, а також призначаються правила "обслугову­вання" копії. При копіюванні по дузі як крок вводиться центральний кут у градусах.

Рис.24

Зупинимося докладніше на правилах обслуговування копії. Вони признача­ються активацією відповідних маркерів і дозволяють виконати такі операції:

• Копіювання навантажень, тобто перенесення зі схеми-прототипу всіх наван­тажень на схемі-копії;

• Не включати вузли, що співпадають — якщо у результаті копіювання з'яв­ляться вузли з однаковими координатами, то у підсумковій схемі з них зали­шиться тільки один вузол. Два вузли вважаються збіжними, якщо відстань між ними менша за величину, задану користувачем у діалоговому вікні На­стройка графічного середовища (розділ меню Опції);

• Не включати елементи, що співпадають — якщо у результаті копіювання з'являться елементи, всі вузли яких збігаються, то у підсумковій схемі з них залишиться лише один елемент;

• Не видаляти стержні, що породили пластини — цей маркер буде доступ­ним, якщо у схемі є позначені стержні. При активному маркері стержні не видаляються із розрахункової схеми;

• Не змінювати вихідний прототип — цей пункт дозволяє зберегти схему-прототип без змін у тих випадках, коли видаляються стержні, що породжу­ють пластини.

Пропонується такий порядок виконання операції копіювання:

1. При копіюванні схеми без породження нових елементів

• у розділі Схема натисканням кнопки активувати операцію копію­вання;

• у діалоговому вікні Копіювання схеми задати параметри копіювання, правила обслуговування копій і натиснути кнопку ОК;

• після виконання копіювання підтвердити результати роботи або відмо­витися від них.

2. При копіюванні з породженням нових елементів

• скориставшись групою кнопок керування вибором вузлів та елементів , розташованою у лівому куті рядка стану, вибрати на прототипі вузли, з яких слід породжувати стержні та стержневі елементи, що мають породжувати пластини;

• у розділі Схема натисканням кнопки активізувати режим копіювання;

• у діалоговому вікні Копіювання схеми задати параметри копіювання та правила обслуговування копій, натиснути кнопку ОК;

• після виконання копіювання підтвердити результати роботи або відмо­витися від них.

Розглянемо приклад виконання операції копіювання. Як схема-прототип використана стержнева конс­трукція, верхній пояс якої становить параболу (рис. 25).

Рис. 25

Копіювання виконувалося 24 рази поворотом навколо осі Z. З кожного відзначеного вузла породжувався стержень. Результат роботи функції пред­ставлений на рис. 26,а.

Якщо у схемі-прототипі, крім вузлів, будуть вибрані і стержні верх-нього поясу, то у результаті копіювання одержимо схему, зображену на рис. 26,б. Зверніть увагу: кожен вибраний стрижень породив пластину.

У розглянутому способі копіювання операції виконуються тільки над пов­ною розрахунковою схемою, тобто прототип не може бути фрагментом схеми.

а) б)

Рис. 26