3.5. Назначение условий закрепления.

Для удобства задания условий закрепления спроецируем нашу схему на плоскость XoZ. Для этого в палитре «Визуализация» нажимаем кнопку «Проекция на плоскость XoZ» .

Заходим во вкладку «Назначения» и нажимаем кнопку «Установка связей в узлах» . В открывшемся окне выбираем связи по осям X и Z:

Нажимаем кнопку «ОК» в данном окне. Затем «кликаем» правой кнопкой мыши на чёрном фоне и в открывшемся окне «Выбор узлов и элементов» выбираем инструмент «Прямоугольник» . С помощью данного инструмента выделяем крайние левые узлы и подтверждаем выбор нажатием клавиши «Enter» на клавиатуре.

Крайние правые узлы средней пластины закрепляем от перемещений по оси Z аналогичным образом.

3.6. Ввод нагрузок.

Усилие 160 кН необходимо равномерно распределить по торцевой поверхности средней пластины. Нагрузка прикладывается к узлам, лежащим на этой поверхности.

Для определения сил, действующих в узлах, применим метод «грузовых площадей». Поясним его на простейшем примере. Рассмотрим торец стержня, состоящего из 6-ти объёмных элементов. К стержню приложена нагрузка P. Вся эта нагрузка приводится к равномерно распределённой по торцу.

В узлы нагрузка прикладывается, как показано на рисунке: в узлы, принадлежащие только одному элементу, прикладывается нагрузка 1F; в узлы, одновременно принадлежащие двум элементам – 2F; в узлы, одновременно принадлежащие четырём элементам – 4F. Величина F определяется по следующей формуле:

, где:

P – величина силы, растягивающей стержень;

n₁ – число узлов, принадлежащих только одному элементу;

n₂ – число узлов, одновременно принадлежащих двум элементам;

n₄ – число узлов, одновременно принадлежащих четырём элементам.

В нашем случае .

Во вкладке нагрузки нажимаем кнопку «Узловые нагрузки» . В открывшемся окне в пункте «Направление действия нагрузки» в подпункте «Силы» задаём силу соответствующей величины, действующую по оси X.

Нажимаем кнопку «ОК» и выбираем все необходимые узлы.

Задав нагрузки, необходимо сохранить загружение. Для этого надо во вкладке «Загружения» нажать на кнопку «Сохранить / Добавить загружение» . В открывшемся окне необходимо задать имя загружения «Растяжение 160кН» и его номер (1).

Нажимаем на кнопку «ОК» и на вопрос: «Перейти к формированию следующего загружения?» отвечаем: «Нет».

Заходим во вкладку «Управление» и выходим в «Экран управления проектом» .

4. Статический расчёт

В окне управления проектом в разделе «Расчёт» активизируем пункт «Линейный». В окне «Параметры расчёта» всё оставляем без изменений и нажимаем кнопку «ОК». Если в появившемся окне протокола выполнения расчёта подтверждается правильность выполнения расчёта («Задание выполнено») и нет замечаний «Геометрически изменяемая система», то нажимаем кнопку «Выход».

5. Просмотр результатов расчёта

В разделе «Результаты» дерева проекта устанавливаем курсор в позицию «Графический анализ» и активизируем окно постпроцессора.

Анализ напряжённо-деформированного состояния ведётся по главным напряжениям. Для просмотра их значений заходим во вкладку «Постпроцессоры». Нажимаем кнопку «Анализ главных/эквивалентных напряжений» . Из ниспадающего меню «Выбор вида напряжений» выбираем S1. Нажимаем кнопку «Отображение изополей и изолиний главных/эквивалентных напряжений» . Получаем следующую картину:

Нас интересуют напряжения только в металле сварного шва. На палитре «Визуализация» нажимаем кнопку «Отсечение на проекциях» . В появившемся окне необходимо выделить три элемента на проекции YoZ как показано на рисунке:

После этого в окне «Общий вид» заходим в меню «Файл» и выбираем пункт «Выход с сохранением фрагментации».

На экране появится следующая схема:

Теперь ещё раз на палитре «Визуализация» нажимаем кнопку «Отсечение на проекциях» . В появившемся окне выделяем элементы на плоскости XoZ, как показано на следующем рисунке:

В окне «Общий вид» заходим в меню «Файл» и выбираем пункт «Выход с сохранением фрагментации». На палитре «Визуализация» нажимаем на кнопку «Проекция на плоскость XoZ» . Получаем следующее:

Для просмотра значений главных напряжений необходимо на палитре «Фильтры отображения» нажать кнопку «Оцифровка изополей и изолиний» . Картина будет следующей:

Далее фрагментируем каждый элемент металла шва по отдельности.

Напряжения в отдельном элементе распределяются следующим образом:

Нас интересуют напряжения только на торцах элемента. Выписываем значения этих напряжений и строим по ним график распределения напряжений в металле шва.

Номера элементов	Напряжения, МПа
6402	285
6405	104,7
6408	138
6411	121,7
6414	119,3
6417	114,3
6420	110,4
6423	107
6426	104,6
6429	103
6422	102,3
6425	102,4
6428	103,3
6431	105,1
6434	108,1
6437	112,3
6440	119,7
6443	126,8
6446	156,7
6449	131

Находим среднее значение, не учитывая точки, выпадающие из графика (элементы 6405 и 6446. Среднее напряжение в шве находится как среднее арифметическое для этих элементов

.

Коэффициент концентрации напряжений .

6. Расчёт по СНиП II-23-81* «Стальные конструкции»

Сравним полученное нами значение со значением, найденным по формуле СНиП.

Теоретическое значение находим по формуле

.

Коэффициент концентрации напряжений .

Вывод

Погрешность расчёта в SCADе составляет .