Кротов С.В. Расчеты конструкций с применением STARK ES. Учеб пособ. 2021-1
.pdf
Рис. 1.8. Назначение номера материала
Можно использовать последовательность команд Материалы > Редактировать > Назначить (рис. 1.9). Нужно щелкнуть правой кнопкой мыши по нижнему окну редактора, появится следующее окно.
Требуется ввести необходимые характеристики и нажать OK.
Рис. 1.9. Назначение характеристик материала
Следует ввести необходимые характеристики и нажать OK.
После назначения материалов необходимо на схеме выбрать курсором (кнопка Einz) или охватить (кнопка Box) все стержневые элементы. Элементы будут отмечены номером 1 (рис. 1.10).
Рис. 1.10. Назначение материала для стержней
11
1.3 Установка опор
Для установки связей в главном меню программы выбираем КЭ-модель > Установить узловые опоры. В окне выбора устанавливаем глобальную систему координат (ГСК). Для назначения заделки включаем линейные направления
X, Y (рис. 1.11).
Рис. 1.11. Постановка шарнирно-неподвижной опоры
Отмечаем крайний левый узел, соответствующий шарнирно-неподвижной опоре (рис. 1.13).
Вторая опора является шарнирно-подвижной. Для ее назначения отключаем направления связей X и Rz, оставив включенным только вертикальное направление опорных закреплений Y (рис. 1.12).
Рис. 1.12. Постановка шарнирной опоры
Проверяем правильность назначения опорных закреплений, нажав на кнопку 
(рис. 1.13).
Рис. 1.13. Установка опорных закреплений
1.4 Назначение нагрузок
Для заданной системы принимаем одно нагружение: распределенная нагрузка, сосредоточенная сила и изгибающий момент (см. рис. 1.1).
12
Сосредоточенные нагрузки в ПК STARK_ES задаются в килоньютонах – кН, распределенные нагрузки – в кН/м, а изгибающие моменты – в кНм.
Постоянная нагрузка состоит из сосредоточенных сил и распределенной нагрузки. Для назначения сосредоточенной силы в главном меню программы выбираем Нагрузки > Узловые > Силы и моменты > Установить. В окне выбора устанавливаем Нагружение 1 (рис. 1.14), глобальную систему координат (ГСК) и направление силы Py (Px и Mz отключаем, рис. 1.15).
Рис. 1.14. Номер нагружения
Рис. 1.15. Выбор сосредоточенной силы
Кликнем по окну редактора (область в правам нижнем углу со значениями сил) и указываем в нем значение сосредоточенной силы Py = -20 кН со знаком минус (знак «-» указывает на то, что сила действует против оси Y – вниз), рис. 1.16.
Рис. 1.16. Выбор направления и значения сосредоточенной силы
13
Отмечаем на консоли крайний узел (рис. 1.17). На экране появится сосредоточенная сила Py = -20 кН.
Рис. 1.17. Расположение сосредоточенной силы на консоли
Для назначения изгибающего момента в главном меню программы выби-
раем Нагрузки > Узловые > Силы и моменты > Установить.
В окне выбора опять устанавливаем Нагружение 1, глобальную систему координат (ГСК) и направление момента Mz (Px и Py отключаем), рис. 1.18.
Рис. 1.18. Выбор изгибающего момента
Кликнем по окну редактора (область в правом нижнем углу со значениями сил) и указываем в нем значение изгибающего момента Mz = 50 кНм со знаком плюс (рис. 1.19) (знак «+» указывает на то, что момент действует против часовой стрелки в плоскости модели).
Рис. 1.19. Выбор направления и значения изгибающего момента
Устанавливаем изгибающий момент на середине пролета (рис. 1.20). На экране появится изгибающий момент Mz = 50 кНм.
14
Рис. 1.20. Расположение изгибающего момента на пролете
Для назначения распределенных нагрузок в главном меню программы выбираем Нагрузки > Элементные > Равномерно распределенные > Уста-
новить. В окне выбора устанавливаем Нагружение 1, глобальную систему координат (ГСК) и направление нагрузки Qy/s (Qx/r отключаем). Эти действия показаны на рис. 1.21.
Рис. 1.21. Выбор направления распределенной нагрузки
Кликнув по окну редактора, укажем в нем значение нагрузки Qy = -30 кН/м (рис. 1.22). ОК.
Рис. 1.22. Выбор значения распределенной нагрузки
Отмечаем на схеме пролет (рис. 1.23). На экране появится распределенная нагрузка Qy = -30 кН/м.
Рис. 1.23. Расположение распределенной нагрузки на пролете
15
1.5 Расчет балки и анализ результатов
Для выполнения расчета в главном меню программы вызываем команду
Расчет и результаты > Расчет МКЭ > Общий. В окне Параметры расчета
выбираем тип расчета – Статический расчет (рис. 1.24). ОК.
Рис. 1.24. Окно параметров расчета
Вслучае правильного решения программа Viewer покажет протокол (рис. 1.25). Этот документ можно экспортировать в MS Office Word, вставляя в него полученные эпюры, графики, комментарии и т.п.
Вслучае неправильного решения программа Viewer покажет соответствующие предупреждения.
Как правило, основные ошибки при моделировании заключаются в неверной постановке граничных условий, задании материала; в некоторых установках указывается ГСК – генеральная система координат, а в других МСК – местная система координат.
16
Рис. 1.25. Протокол расчета
После выполнения расчета открываем текущий проект STARK_ES. Выводим на экран эпюры изгибающих моментов для каждой комбинации
нагружений. Для этого в главном меню программы выберем Расчет и резуль-
таты > Графический вывод.
17
В появившемся окне «Результаты. Графика» нужно выбрать Усилия в стержнях > Эпюры и нажать кнопку ОК (рис. 1.26).
Рис. 1.26. Выбор параметров графики расчета
После этого в меню выбора отмечаем поперечное усилие Q (рис. 1.27).
Рис. 1.27. Выбор эпюры поперечных сил Там же выбираем коэффициент для вывода эпюр (рис. 1.28).
18
Рис. 1.28. Выбор масштаба эпюр
На экране появится эпюра поперечных сил Q (рис. 1.29). Значения округляются.
Рис. 1.29. Эпюра поперечных сил.
На нижней панели можно увидеть численные значения поперечных сил
(рис. 1.30).
Рис. 1.30. Экстремальные значения поперечных сил
На полученной эпюре указаны численные значения в килоньютонах. Значения поперечных сил округляются до целых.
На экране появится эпюра изгибающих моментов М для первой комбинации нагружений (рис. 1.31). Значения изгибающих моментов также округляются до целых.
19
Рис. 1.31. Эпюра изгибающих моментов
По полученным эпюрам найдем максимальные и минимальные значения в каждом сечении балки.
Выбрав на главной панели Расчет и результаты > Перемещения узлов,
увеличим масштаб отображаемого перемещения, примем коэффициент увеличения 300, поскольку деформация балки мала (рис. 1.32).
Рис. 1.32. Выбор масштаба деформаций
Получим вид изогнутой оси балки – отображается красным цветом (рис.
1.33).
Рис. 1.33. Вид изогнутой оси балки
20