Задание свойств конечных элементов

При моделировании балочных конструкций используется конечный элемент типа – BEAM. В данном примере обе балки имеют различные сечения, а значит, необходимо будет задать два различных варианта свойств. Выполните команды Model (модель) – Property (свойства). В появившемся диалоговом окне “Define Property – PLATE Element Type” нажмите на кнопку Element/Property Type. В следующем окне выберите пункт BEAM и нажмите «ОK». Теперь окно ввода свойств элемента “Define property – BEAM element type” изменилось в соответствии с выбранным типом элемента. Введите название первого свойства, например – balka_1, в поле данных материала выберите материал – Steel 30 – systema SI (см. рисунок), далее нажмите кнопку «Shape» (форма поперечного сечения).

В появившемся окне “Cross Section Definition” в поле данных Shape выберите Circular tube (труба). Далее в области данных Size, в поле данных Radius (радиус) введите 0,02, а в поле данных Thickness (толщина) – 0,002, затем нажмите кнопку «Draw Section» (нарисовать сечение). Компьютер перерисует поперечное сечение балки в соответствии с заданными значениями. Цифрами 1, 2, 3, 4 на сечении обозначены точки, в которых будут определяться неизвестные величины. Нажмите «Оk».

В ернувшись в окно задания свойств элемента“Define property – BEAM element type” заметьте, что компьютер провел вычисления параметров сечения (моментов инерции и пр.) в соответствии с заданными значениями геометрических характеристик профиля.

Нажмите «Оk».

Далее в появившемся окне введите название свойства элементов для второй балки – balka 2, нажатием кнопки Shape, аналогичным образом задайте свойства трубчатого сечения: радиус – 0,03 м, толщина – 0,003 м.

Генерация конечно-элементной сетки

Перед разбиением модели на конечные элементы необходимо «наметить» количество элементов, на которое будет разбита конструкция. Предположим, что нам необходимо разбить верхнюю балку на 10 элементов со свойствами – balka 1, а нижнюю на 15 элементов со свойствами – balka 2. Для этого выполните последовательность команд Mesh  Mesh Control  Size Along Curve (задание количества элементов на кривой). В появившемся стандартном окне выбора примитивов (в данном случае кривых), выберите верхнюю кривую и нажмите «Ок». В окне – “Mesh Size Along Curves” в поле данных Number of Elements введите число 10 и нажмите «Оk».

Снова появится окно выбора примитивов, теперь выберите нижнюю горизонтальную кривую и нажмите «Оk». В следующем окне теперь задайте число 15, потом нажмите «Оk» и «Cancel». Теперь на кривых можно увидеть предварительную разметку будущих узлов.

Д алее, можно перейти непосредственно к разбиению, для этого выполните команду Mesh  Geometry  Curve в окне выбора примитивов выберите сначала верхнюю балку и нажмите «ОK». В появившемся окне “Geometry Mesh Options”в поле данных Property выберите свойство – balka 1 и нажмите «ОK».

Д алее появится окно – “Vector Locate – Define Element Orientation Vector” (определение координат вектора ориентации сечения относительно оси балочного элемента). В данном примере используется круглое сечение балки, поэтому его положение в пространстве относительно оси симметрии может быть произвольным. Далее введите значения точек, как показано на рисунке и нажмите «OK».

После этого верхняя кривая будет разбита на 10 балочных элементов. Далее выполните ту же последовательность команд, выбрав для разбиения нижнюю кривую, используя свойства элементов – balka 2, и такой же вектор ориентации поперечного сечения.

В результате проделанных операций на экране появятся кривые, разбитые на конечные элементы с различными свойствами.

О днако в месте сочленения балок теперь существуют два совпадающих элемента, которые необходимо «сшить» между собой. Для этого выполните последовательность команд Tools  Check  Coincident Nodes…, в окне выбора примитивов выделите два краевых узла и нажмите «ОK». В окне “Check/Merge Coincident” поставьте галочку напротив строчки Merge Coincident Entities и нажмите «ОK».