Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Учебник по Лире / Lira_9_0_Kniga_1_Osnovnye_teoreticheskie_i_ras.pdf
Скачиваний:
272
Добавлен:
12.05.2015
Размер:
2.23 Mб
Скачать

10. ПРИНЦИПЫ АНАЛИЗА РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА

ПК ЛИРА предоставляет пользователю достаточный набор функций для оценки достоверности напряженно-деформированного состояния схемы в каждом загружении или по комбинациям загружений, для получения цифровой информации по каждому узлу и элементу.

При расчете задач с динамическими воздействиями, просмотрев анимацию форм собственных и вынужденных колебаний, пользователь может оценить корректность задания геометрических и жесткостных характеристик. Например, если у некоторых элементов задана недостаточная жесткость, то в этой части конструкции амплитуда колебаний будет значительно больше, чем у остальной конструкции.

В ПК ЛИРА реализована также возможность графического анализа напряженно-деформированного состояния каждого суперэлемента со всеми сервисными возможностями.

Результаты работы расчетных процессоров могут быть представлены как в исходных единицах, так и в отличных от них.

Для сложных расчетных схем, а также для больших задач рекомендуется выполнять расчет на одно или несколько контрольных загружений, в которых характер перемещений известен. Проверка загружений упрощается, когда расчетная схема симметрична, а нагрузки симметричны или кососимметричны.

Если в результате счета перемещения некоторых узлов очень велики, то, скорее всего:

отсутствуют необходимые связи;

в узле сходятся разнородные конечные элементы, воспринимающие разные степени свободы;

система мгновенно изменяема.

если характер перемещений в схеме отличен от ожидаемого, то необходимо проверить:

координаты узлов;

наличие связей между элементами;

жесткостные характеристики элементов;

шарниры и закрепления.

Если проверка глобального равновесия выполнена, а характер перемещений или усилий не удовлетворителен, то это значит, что расчетная схема некорректна.

Если в результате решения задачи отсутствует равновесие в узле, то следует проанализировать соотношение жесткостей элементов, входящих в узел. Нужно обратить внимание на короткие, но очень жесткие элементы, примыкающие к длинным элементам с небольшой жесткостью, и либо изменить жесткости этих элементов, либо ввести вместо них какие-то другие. Так, если стержень, моделирующий подкрановую консоль, обладает очень большой жесткостью, то это может привести к неустойчивому решению системы уравнений. В этом случае подкрановую ветвь колонны рекомендуется заменить стержнем с абсолютно жесткой вставкой (моделирующей подкрановую ступень) по направлению местной оси Ζ1.

Управление точностью формирования матрицы и решения системы линейных уравнений позволяет задавать большой разброс жесткостей. Так, для однопролётной одноэтажной рамы с высотами подкрановых и надкрановых колонн 18 и 12 м и длине подкрановой ступени всего 10 см

92

получено приемлемое решение при назначении жесткости подкрановой ступени на 6 порядков выше жесткостей колонн. Однако дальнейший разброс жесткостей резко ухудшает решение.

Возможен редкий случай, когда есть равновесие в узлах, но нет глобального равновесия схемы. Здесь следует искать изменяемость в расчетной схеме.

Когда, наконец, для расчетной схемы получено приемлемое решение от контрольных загружений, можно переходить к решению задачи с реальными загружениями.

Результатами статического расчёта схемы являются перемещения узлов схемы и усилия (напряжения) в сечениях элементов.

Результатами динамического расчета являются периоды, частоты и формы собственных колебаний для каждого тона, а также инерционные силы и соответствующие им перемещения узлов и усилия (напряжения) в элементах.

Предоставляется возможность получения твердой копии результатов счета в виде стандартных и интерактивных таблиц, которые снабжаются необходимой и привычной индексацией.

10.1 Правила знаков при чтении результатов расчета.

Линейные перемещения положительны, если они направлены вдоль соответствующих осей глобальной или локальной систем координат.

Угловые перемещения (повороты) положительны, если они вращают узел против часовой стрелки, если смотреть с конца соответствующих осей глобальной или локальной систем координат.

В стержневых элементах соблюдается правило знаков для усилий, приведенное в табл. 10.1. При этом рассматривается сечение стержня,

принадлежащее его концу.

 

 

 

 

 

 

Правила чтения усилий для КЭ плит приведены в табл. 10.2;

 

 

 

для КЭ балки- стенки

-

в табл. 10.3;

 

 

 

 

для объемных КЭ

-

в табл. 10.4;

 

 

 

 

для КЭ оболочек

 

-

в табл. 10.5;

 

 

 

 

для КЭ связей

конечной жесткости и законтурных элементов - в

табл.10.6.

 

 

 

 

 

 

 

Правила чтения усилий для стержней

Таблица 10.1

 

 

 

 

 

 

 

 

Индекс

 

Размерность

Описание

 

 

Положительный знак усилия

 

 

 

 

 

 

определяет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

3

 

 

 

 

4

 

N

 

F

Осевое усилие

 

 

 

Растяжение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мкр

FL

Крутящий

момент

Действие против часовой стрелки, если

смотреть с

конца оси XI, на

сечение,

 

 

 

относительно оси XI

 

 

принадлежащее концу стержня.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Му

 

PL

Изгибающий

момент

Растяжение

нижнего

волокна

 

 

 

относительно оси YI

 

 

(относительно направления оси ZI)

93

1

2

3

 

 

4

Qz

F

Перерезывающая

сила

Совпадение с направлением оси ZI для

 

 

вдоль оси ZI

 

 

сечения, принадлежащего концу стержня

 

 

 

 

 

 

 

 

Изгибающий

момент

Действие против часовой стрелки, если

Mz

FL

смотреть с конца оси ZI, на сечение,

 

 

относительно оси ZI

принадлежащее концу стержня

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qy

F

Перерезывающая

сила

Совпадение с направлением оси YI для

 

 

вдоль оси У1

 

 

сечения, принадлежащего концу стержня.

 

 

 

 

 

 

 

Правила чтения усилий для КЭ плит

 

 

Таблица 10.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Индекс

Размерность

 

Описание

Положительный знак усилия

 

 

 

 

определяет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

3

 

 

 

 

 

4

 

 

Мх

FL/L

Момент, действующий на

Растяжение

нижнего

волокна

сечение, ортогональное оси

(относительно оси ZI)

 

 

 

 

 

XI

 

 

 

 

 

 

 

 

My

FL/L

То же, относительно оси YI

То же

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кривизна диагонали 1-4 (или

Мху

FL/L

Крутящий момент

 

 

медианы,

выходящей

из

узла1),

 

 

направленная

выпуклостью вниз

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(относительно оси ZI)

 

 

Qx

F/L

 

Перерезывающая

 

сила

Совпадение с направлением оси XI

 

вдоль оси ZI

в

сечении,

на той

части КЭ,

в

которой

 

 

 

ортогональном оси XI

отсутствует узел 1

 

 

Qy

F/L

 

То же, ортогональном оси

То же, для оси YI

 

 

 

 

 

YI

 

 

 

 

 

 

 

 

Rz

F/L2

 

Давление на грунт

 

 

Растяжение грунта

 

 

 

Правила чтения усилий для КЭ балок-стенок

 

Таблица 10.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Индекс

 

 

Описание

 

 

 

Положительный знак усилия

 

 

 

 

 

 

определяет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

 

 

 

 

 

4

 

 

NX

F/L2

Нормальное

 

 

Растяжение

 

 

 

 

 

 

напряжение

вдоль

 

 

 

 

 

 

 

 

оси Х1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

94

1

2

3

4

NZ

F/L2

То же, вдоль оси ZI

То же

 

 

Сдвигающее

Удлинение диагонали 1-4(или медианы,

TXZ

F/L2

выходящей из узла 1 в треугольном

 

 

напряжение

элементе)

 

 

 

Правила чтения усилий для объемных КЭ

Таблица 10.4

Индекс

 

 

 

Описание

 

Положительный знак усилия

 

 

 

 

 

 

определяет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

3

 

 

4

 

NX

F/L2

Нормальное напряжение вдоль

Растяжение

 

 

 

оси XI

 

 

 

 

 

NY

F/L2

То же, вдоль оси YI

 

То же

 

 

NZ

F/L2

То же, вдоль оси ZI

 

То же

 

 

 

 

Сдвигающее

напряжение,

Совпадение с направлением оси

TXY

F/L2

параллельное оси XI и лежащее

в

плоскости,

параллельной

XI, если NY совпадает по

 

 

направлению с осью YI

 

 

XIоZI

 

 

 

 

 

 

 

Сдвигающее

напряжение,

Совпадение с направлением оси

TXZ

F/L2

параллельное оси XI и лежащее

XI, если NZ совпадает по

 

 

в

плоскости,

параллельной

направлению с осью ZI

 

 

XIоYI

 

 

 

 

 

 

 

Сдвигающее

напряжение,

Совпадение с направлением оси

TYZ

F/L2

параллельное оси YI и лежащее

YI, если NZ совпадает по

 

 

в

плоскости,

параллельной

направлению с осью ZI

 

 

XIоYI

 

 

 

 

 

 

Правила чтения усилий для КЭ оболочек

Таблица 10.5

 

 

 

 

 

 

 

 

Индекс

Размерность

 

 

Описание

Положитель ый знак усилия

 

 

 

 

 

 

определяет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

3

 

 

 

 

 

NX

F/L2

 

Нормальное

напряжение

Растяжение

 

 

 

 

вдоль оси XI

 

 

 

 

 

NY

F/L2

 

То же вдоль оси ZI

Растяжение

 

ТXY

F/L2

 

Сдвигающее напряжение

Удлинение

диагонали

1-4 (или

 

медианы,

выходящей из

узла 1 в

 

 

 

 

 

 

треугольном элементе)

 

95

1

2

3

 

 

4

 

 

 

 

Момент, действующий на

Растяжение

нижнего

волокна

Mx

FL/L

сечение, ортогональное оси

(относительно оси ZI)

 

 

 

 

XI

 

 

 

 

 

My

FL/L

То же относительно оси YI

То же

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кривизна диагонали 1-4 (или

Мху

FL/L

Крутящий момент

 

медианы, выходящей из

узла 1),

 

направленной

выпуклостью

вниз

 

 

 

 

 

 

 

 

(относительно оси ZI ).

 

 

Qx

F/L

Перерезывающая

сила

Совпадение с

направлением

XI на

вдоль оси ZI в

сечении,

той части КЭ, в которой отсутствует

 

 

ортогональном оси Х1

узел 1

 

 

 

Qy

F/L

То же, ортогональном оси

То же, для оси YI

 

 

 

 

YI

 

 

 

 

 

Rz

F/L2

Давление на грунт

 

Растяжение грунта

 

 

Правила чтения усилий для специальных типов КЭ 51,55,53,54.

Таблица 10.6

Индекс

Размерность

1

 

2

 

Описание

Положительный знак уси ия

определяет

 

 

3

 

4

 

 

 

F

Усилия

в линейной

связи,

Действие усилия на узел против

Rx

Ry

F

наложенной

вдоль

осей

соответствующей оси глобальной

Rz Rux

F

координат.

 

 

 

системы координат.

 

Ruy

 

FL

Усилия

 

в

 

связи,

Действие на узел по часовой

Ruz

 

FL

ограничивающей

 

поворот

стрелке, если смотреть с конца

 

 

FL

вокруг осей координат.

соответствующей глобальной оси.

 

 

 

 

 

 

 

Nx

 

F

Усилие в связи, наложенной

Растяжение

 

 

 

по направлению оси Х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ny

 

F

То же, по направлению оси Y

То же

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nz

 

F

То же, по направлению оси Z

То же

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Усилие

 

в

 

связи,

Действие

на

сечение,

 

 

 

 

 

принадлежащее

концу

стержня,

Mx

 

FL

воспринимающей

 

поворот

против часовой стрелки, если

 

 

 

относительно оси Х

 

смотреть с конца оси Х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

My

 

FL

То же, Y

 

 

 

То же, Y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mz

 

FL

То же, Z

 

 

 

То же, Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отпор

грунта

за

пределами

 

 

 

Rzi

 

F

конструкции

в

i

узле

Действие на узел вдоль оси Z

 

 

 

элемента

 

 

 

 

 

 

96