Расчет ферм с шарнирными узлами. Учебно-методическое пособие

После выполнения этой операции в графической зоне дисплея появится изображение пятнадцати точек. Теперь любой рисунок будет автоматически полностью размещен в графической зоне экрана.

3.2.3. Удаление с экрана рабочего плана и линеек.

Чтобы изображения рабочего плана и линеек не затемняли модель, их следует удалить с экрана. Один из возможных вариантов этой операции изложен в п. 1.2. Рассмотрим другой способ удаления рабочего плана и линеек с экрана.

Меню: View Options.

1.Переключите кнопку области Category (Категория) окна

View Options (Параметры вида) в положение Tools and View Style (Инструменты и параметры вида) (цифра 1 на рис. 3.3).

2.Выберите мышью в области Options (Опции) опцию Workplane and Rulers (Рабочий план и линейки) (цифра 2 на рис. 3.3).

3.Сбросьте флажок в области Draw Entity (Рисовать объект) (цифра 3 на рис. 3.3).

4.Нажмите клавишу OK в окне (цифра 4 на рис. 3.3) или Enter на клавиатуре.

Изображения рабочего плана и линеек исчезнут с экрана, на котором будут хорошо видны пятнадцать базовых точек – узлов фермы (рис. 3.4).

31

3.2.4. Создание стержней фермы.

Меню: Geometry Curve – Line Points.

1.Щелкните мышью по точке 1 (рис. 3.4) на экране.

2.Щелкните мышью по точке номер 3 на экране.

При этом в открытом окне (рис. 3.5) Create Line from Points (Создать линию по точкам) в цифровых полях (цифры 1 и 2) From Point (От точки) и To Point (К точке) появятся логические номера этих точек в системе.

Рис. 3.5. Окно создания линии.

Рис. 3.6. Вид экрана с линиями.

33

3. Щелкните мышью клавишу OK (цифра 3) в окне (рис.

3.5).

Позиции 1, 2, 3 следует повторить, щелкая мышью последовательно по парам точек: 3 и 5, 5 и 7, 7 и 9, 9 и 11, 11 и 13, 2 и 4, 4 и 6, 6 и 8, 8 и 10, 10 и 12, 12 и 14, 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8, 9 и 10, 11 и 12, 13 и 14, 1 и 4, 4 и 5, 6 и 7, 7 и 10, 10 и 11, 11 и 14, 15

и 1 (рис. 2.4). Завершается операция создания стержней рамы нажатием клавиши Cancel (цифра 4) в окне (рис. 3.5). На экране появится изображение двадцати шести линий (рис. 3.6).

3.2.5. Сохранение базы данных модели на жестком дис-

ке.

Меню: File Save As.

1.В окне File Save as (Файл, сохранить как) на стандартной панели Windows (цифра 1 на рис. 3.7) выберите каталог, в который хотите записать базу данных модели, например, Data.

2.В поле File Name (Имя файла) (цифра 2 на рис. 3.7) латинскими буквами введите имя файла, в котором хотите сохранить базу данных модели, содержащее не более пяти букв, например, Ferma. По умолчанию файл базы данных в комплексе Femap имеет расширение mod.

3.Нажмите клавишу Save (Сохранить) (цифра 3 на рис. 3.7). База данных модели будет сохранена в файле Ferma.mod в каталоге Data.

Сохранять базу данных на жестком диске можно не только

вначале или в конце работы над конечноэлементной моделью. Эту операцию рекомендуется выполнять на каждом промежуточном этапе построения модели, чтобы не потерять результаты своего труда вследствие сбоев операционной системы и оборудования компьютера.

34

Рис. 3.7. Окно сохранения базы данных модели в файле на жестком диске.

3.2.6. Задание характеристик материала стержней фер-

мы.

Меню: Model Material.

1.В открывшемся окне Define Isotropic Material (Опреде-

лите изотропный материал) нажмите мышью клавишу Type (Тип) (цифра 1 на рис 3.8).

Появится новое окно Material Type (Тип материала) (рис. 2.9), в котором можно переключением соответствующей кнопки выбрать любой тип материала: изотропный, ортотропный, анизотропный. Выход из окна (рис. 3.9) - нажатие одной из клавиш: OK при новом выборе или Cancel в противном случае. По умолчанию тип материала – изотропный.

В цифровом поле ID, (цифра 5 на рис. 3.8), показан логический номер, присвоенный данному материалу.

2.В цифровых полях окна Define Isotropic Material (рис. 2.8.), обозначенных цифрами 2 и 4, задайте с клавиатуры модуль

упругости E=2 1012 Н/м2 и коэффициент Пуассона =0,3 материала. Так как для изотропного материала существует известная

35

зависимость, связывающая модуль упругости E, модуль сдвига G и коэффициент Пуассона : G=E/(2(1+ )) (с этой зависимостью студентов знакомят в курсе сопротивления материалов), то из трех параметров можно задать только два, а третий будет вычислен в процессе работы программы. В этом примере не задан модуль сдвига G (цифра 3 на рис. 3.8).

Рис. 3.8. Окно задания характеристик материала.

Рис. 3.9. Окно определения типа материала.

36

3.В поле Title (Наименование), обозначенное цифрой 6 на рис. 3.8, введите название материала, например, Steel (Сталь).

4.Нажмите клавишу OK.

Выход из окна (рис. 3.8) осуществите нажатием клавиши

Cancel.

3.2.7. Задание свойств конечных элементов типа Rod.

Определим свойства конечных элементов типа Rod, необходимых для построения конечноэлементной модели фермы.

Меню: Model Property.

По умолчанию открывается окно Define Property – PLATE Element Type (Определите свойства – элемент типа ПЛАСТИНА), изображенное на рис. 3.10, поэтому описанные ниже в позиции 1 операции обязательны!

1.Нажмите мышью в открывшемся окне Define Property – PLATE Element Type клавишу Elem / Property Type (Тип эле-

мента) (цифра 1 на рис 3.10). Во вновь появившемся окне (рис. 3.11) Element / Property Type (Тип элемента) в области Line Elements (Одномерные элементы) выделите переключением кнопки (цифра 1 на рис. 3.11) тип конечного элемента Rod (Стержень). Нажмите клавишу OK. Окно закроется и появится новое

(рис. 3.12) Define Property – ROD Element Type (Определите свойства – элемент типа СТЕРЖЕНЬ).

2.В окне (рис. 3.12) мышью нажмите кнопку у поля Material (цифра 1). В ниспадающем меню откроется список номеров всех заданных на предшествующем этапе материалов (в настоящем примере всего один). Щелкнув мышью по номеру материала, который нужно присвоить данному типу конечного элемента (в нашем примере по номеру 1), закройте ниспадающее меню.

Вцифровом поле Material появится надпись 1..Steel.

37

Рис. 3.10. Окно свойств конечного элемента типа Plate.

Рис. 3.11 Окно задания типа кнечного элемента.

3. В цифровых полях, обозначенных цифрами 2 и 3 (рис. 3.12), с клавиатуры задайте геометрические характеристики поперечного сечения: соответственно площадь (Area) A=0,004

38

м2 и момент инерции при кручении (Torsional Constant) J=Iкр=1,5936 10-6 м4.

В цифровом поле ID (цифра 4) показан логический номер, присвоенный данному типу свойств элемента.

4. В поле Title, обозначенное цифрой 5 на рис. 3.12, введите название типа свойств: Rod.

Рис. 3.12. Окно свойств конечного элемента типа Rod.

5. Щелкните мышью клавишу OK.

Выход из окна (рис. 3.12) осуществите нажатием клавиши

Cancel.

3.2.8. Задание параметров конечноэлементной сетки для стержней фермы.

Меню: Mesh Mesh Control Size Along Curve.

Если вид окна, появившегося на экране, отличается от изображения рис. 3.13, то нажмите мышью клавишу (цифра 1 на

39

рис. 3.13) Method (Метод). В открывшемся меню выберите позицию ID (Номер).

1.Щелкните на экране мышью по серединам линий из числа показанных на рис. 3.6, которые хотите выбрать для задания параметров генерации сетки конечных элементов. После этого в среднем поле окна Entity Selection – Select Curve(s) to Set Mesh Size (Выбор объекта – выбрать кривые для задания свойств сетки) (цифра 2 на рис. 3.13) появятся логические номера выделенных линий. Можно также задавать номера линий с клавиатуры в цифровых полях повторителя ID (Начальный номер), to (конечный номер), by (шаг) (цифра 3). Если хотите выбрать все линии, нажмите клавишу (цифра 4) Select All (Выбрать все). В данном примере выберем все линии.

2.Нажмите клавишу OK в окне (рис. 3.13).

3.В открывшемся вновь окне (рис. 3.14) Mesh Size Along Curves (Размер сетки вдоль кривых) кнопкой (цифра 1) включите опцию Number of Elements (Количество элементов) и в цифровое поле области Mesh Size (Размер сетки) (цифра 2 на рис. 3.14) введите число 1 (аппроксимируем каждую из 26 линий одним конечным элементом). Такая минимальная разбивка здесь возможна, так как заданная нагрузка представляет собой сосредоточенные силы, приложенные в узлах фермы.

Рис. 3.13. Окно выбора линий для задания свойств сетки.

40