5.Задание граничных условий

Кинематические граничные условия задаются на границах блока основания, в виде запрета на горизонтальные перемещения на вертикальных границах, и вертикальных перемещений – на нижней границе.

Требуется ввод команд:

DCR, 9, UX, 0, 9, 1,

Здесь 9 –номер первой ЛИНИИ, по которой расположены узлы с предписанными перемещениями.

UX – обозначение направления вдоль оси Х.

0 – величина предписанного перемещения.

9 – номер последней из последующих ЛИНИЙ (если их несколько).

1 – шаг.

DCR, 11, UX, 0, 11, 1,

DCR, 10, UY, 0, 10, 1,

Гидростатическая нагрузка на напорную грань плотины определяется по закону треугольника, она определяется плотностью воды и расстоянием от УВБ. Для задания треугольной эпюры давления на напорную грань имеется возможность указать только два значения давления на поверхность – в точке В, равное 0, и в точке А, равное 0,981(МПа.) последнее число соответствует давлению на глубине 100м. Команда записывается так.

PCR, 1, 0.981, 1, 1, 0, 4

Здесь 1 – номер ЛИНИИ, по которой действует внешнее давление.

0.981 – давление в точке А (в первой точке ЛИНИИ).

1, 1 – необходимы для указания диапазона ЛИНИЙ.

0 – давление в точке В (вторая точка ЛИНИИ)

4 – указание о том, что распределенная нагрузка ориентирована по нормали к ЛИНИИ.

Аналогично, следует приложить давление на ложе водохранилища

PCR, 6, 0.981, 6, 1, 0.981, 4

Результат выполнения команд – на рис.8.

Рис.8. Сеть КЭ с указанием кинематических и статических граничных условий.

Помимо гидростатической нагрузки следует задать гравитационную нагрузку от веса сооружения. Для этого вводятся следующие команды:

A_STATIC, G,0,0,1E-006,1E+010,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0

Здесь G задает режим расчета с учетом гравитации.

ACEL, 0, -9.81,0

Эта команда указывает величины ускорений по тем направлениям, в данном случае – величину ускорения свободного падения в направлении Y, и "-" указывает направление ускорения вниз.

6.Расчет ндс и анализ результатов

Для отображения в выходном файле (с расширением *.out) информации о напряжениях в узлах и элементах требуется указать:

A_STRESS,0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0

Проверка исходной информации, формирование матрицы жесткости, решение системы линейных уравнений, формирование данных о результатах расчета – все это происходит по выполнении команды:

R_STATIC

Далее, после получения решения, следует использовать богатый выбор пунктов меню RESULTS.

Так, деформированное состояние рассматриваемого объекта можно увидеть при помощи выбора RESULTS->PLOT->Deformed Shape (рис.9.).

Рис.9. Сеть КЭ – деформированное состояние (масштаб перемещений – 2500:1)

ПРИМЕЧАНИЕ. Приведенные результаты отражают НДС плотины при действии гравитационных сил от веса плотины и гидростатической нагрузки. НДС основания представляет собой изменения, обусловленные возведением плотины и наполнением водохранилища.

Дальнейший анализ предполагает получение изолиний компонентов напряженного состояния в сечении, построение графиков изменения параметра вдоль линии, и прочее.

Так, на рис.10 можно видеть распределение напряжений Sx, по всему сечению (к сожалению, при печати в черно-белом варианте восприятие затруднено), и вдоль одной из линий, в данном случае – вдоль вертикали по напорной грани. График подтверждает заданный линейный характер распределения напряжений на границе.

На рис.11 показано распределение напряжений Sy, по сечению, и вдоль горизонтальной линии, близкой к линии контакта.

Более подробный анализ следует проводить с использованием текстового файла (с расширением *.OUT). Вся информация о параметрах НДС в нем представлена для узлов и элементов в порядке возрастания номеров. Так что для использования этой информации необходимо четкое представление о местоположение того или другого узла (элемента).

Р ис.10. Распределение напряжений Sx в сечении плотины и график Sx вдоль одной из линий.

Рис.11. Распределение напряжений Sy в сечении плотины

и график Sy вдоль одной из линий.