- •Загальні відомості
- •1 Інтерфейс програмного комплексу "ліра-Windows"
- •1.1 Режим початкового завантаження
- •1.2 Режим формування розрахункової схеми
- •Розглянемо докладніше призначення кожного меню в режимі формування розрахункової схеми (рис.1.4):
- •1.3 Режим візуалізації розрахунків
- •1.4 Оформлення результатів
- •1.4.1 Графічний документатор
- •1.4.1.1 Режим роботи графического документатора
- •1.4.2 Табличний документатор
- •Лабораторна робота №1 Розрахунок напружено-деформованого стану чотирипролітної балки
- •Лабораторна робота №2 Розрахунок напружено-деформованого стану аркової ферми
- •Лабораторна робота №3 Розрахунок напружено-деформованого стану рами
- •Лабораторна робота №4 Розрахунок напружено-деформованого стану складної рами
- •Лабораторна робота №5 Розрахунок напружено-деформованого стану ростверка (для самостійної роботи)
- •Лабораторна робота №6 Розрахунок напружено-деформованого стану просторової рами (для самостійної роботи)
- •Питання для самоконтролю
- •Лабораторна робота №7 Розрахунок напружено-деформованого стану циліндричного резервуара (для самостійної роботи)
- •Умова задачі і вихідні дані:
- •Список літератури
- •Навчальне видання
Питання для самоконтролю
-
Опишіть, як можна створити геометрію конструкції каркаса.
-
Як призначити жорсткі вставки для елементів каркаса.
-
Як призначити шарніри для елементів каркаса.
-
Як перейти до просторової схеми конструкції каркаса?
-
Опишіть як задаються температурні навантаження.
-
Опишіть, як вивести на екран першу форму динамічних коливань у сьомому завантаженні з першої складової.
Лабораторна робота №7 Розрахунок напружено-деформованого стану циліндричного резервуара (для самостійної роботи)
Мета роботи: виконати розрахунок просторового циліндричного резервуара.
Завдання для підготовки до виконання лабораторної (самостійної) роботи
Розрахувати напружено-деформований стан просторового циліндричного резервуара, визначити напруги, дослідити епюри згинального моменту і поперечних сил.
РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА
1 Смирнов В.А. Александров А.В., Лащенков В.А., Шапошников Н.Н. Строительная механика стержневых систем.– М.: Стройиздат, 1981.
2 Зенкевич О.К., Ченг Ю.К. Метод конечного элемента в задачах строительной и непрерывной механики. – М.,1971.
3 Съярле Ф. Метод конечных элементов для эллиптических задач. –М., "МИР", 1980.
4 Барабаш М.С., Гензерский Ю.В., Марченко Д.В., Титок В.П. Лира 9.2. Примеры расчета и проектирования.– Киев: Факт, 2005.–106 с.
5 Лантух-Лященко А.И. Лира. Программный комплекс для расчета и проектирования конструкций.– Киев–М.: 2001.– 312 с.
Умова задачі і вихідні дані:
1 Розрахувати й проаналізувати напружено-деформований стан залізобетонного циліндричного резервуара, що знаходиться на фундаменті на природній основі.
Геометричні параметри залізобетонного резервуара: радіус R = 2 м, висота H= 3 м, товщина оболонки d = 15 см. Резервуар має днище товщиною h= 20 см.
Навантаженням на конструкцію є внутрішній тиск води.
2 Вивести епюри поперечних сил і згинальних моментів.
Під час виконання лабораторної роботи студент повинен знати: мету виконання лабораторної роботи, порядок її виконання та загальні теоретичні положення; вміти: виконувати розрахунок напружено-деформованого спросторового циліндричного резервуара, будувати епюри та визначати напруження.
Порядок виконання лабораторної роботи наведено в таблиці 2.14.
Таблиця 2.14 – Послідовність дій під час розрахунку напружено-деформова-ного стану циліндричного резервуара
Етапи |
Команди |
Порядок виконання |
1 |
2 |
3 |
Створення файлу для нової задачі |
ФАЙЛ/ НОВЫЙ
|
Задати: ім’я файлу – РЕЗЕРВУАР, ознаку схеми (кількість ступенів вільності) – 5 (шість ступенів вільності в вузлі). |
Створення геометрії схеми: 1 Створення стінок резервуара
|
СХЕМА/ СОЗДАНИЕ /ПОВЕРХ-НОСТИ ВРА-ЩЕНИЯ (піктограма ).
|
У діалоговому вікні «Поверхности вращения» задати необхідні для генерації циліндра параметри: R = 2 м, H = 3 м, n1 = 20, n2 = 9, fi = 900 |
Створення дна резервуара |
СХЕМА/ СОЗДАНИЕ/ ПОВЕРХ-НОСТИ ВРА-ЩЕНИЯ (піктограма ).
|
У діалоговому вікні «Поверхности вращения» активізувати закладку генерація конуса і задати параметри: r = 0 м, R = 2 м, H = 0 м, n1 = 10, n2 = 9, fi = 900. |
Продовження таблиці 2.14
1 |
2 |
3 |
|
|
Упаковка схеми: СХЕМА/КОРРЕКТИРОВКА/ УПАКОВКА СХЕМИ (піктограма ). Загальний вид схеми циліндричного резервуара |
|
|
Призначення локальної системи координат вузлам розрахункової схеми: – відмітити всі вузли схеми, за виключенням центрального вузла днища з номером 301. Для цього використати команду ВЫБОР/ПОЛИФИЛЬТР/ФИЛЬТР ДЛЯ УЗЛОВ (піктограма ); |
|
|
– у полі рядка «По номерам узлов» ввести номери вузлів 1 – 300; – натиснути на кнопку «Применить». Призначення локальних осей вузлів: – у діалоговому вікні «Локальные оси узлов» зняти активність з координати Z2; – натиснути на кнопку «Применить». |
Продовження таблиці 2.14
1 |
2 |
3 |
Призначення закріплення в вузлах |
1 ВЫБОР/ ОТМЕТКА УЗЛОВ 2 СХЕМА/ СВЯЗИ (піктограма ) |
Виділити всі вузли схеми й закріпити в локальних напрямках : Y, UX і UZ. Відобразити ізометричну проекцію схеми і додатний поворот схеми навколо осі Z . Обертати схему доти, доки не будуть чітко видимі вузли стикування днища із стінкою. Виділити вузли стикування днища із стінкою, закріпити в напрямі Z. |
Призначення жорсткостей |
ЖЕСТКОСТИ/ ЖЕСТКОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ (піктограма ). Типы жесткостей: «Пластины»
|
|
|
1 Пластина Н
|
модуль пружності – Е = 3е6 т/м2; коефіцієнт Пуассона – = 0,2; товща плити – Н = 20 см. |
|
2 Пластина Н
|
модуль пружності – Е = 3е6 т/м2; коефіцієнт Пуассона – = 0.2; товщина плити – Н = 15 см. Призначити тип жорсткості «1 Пластина Н20»: – ВИД/ПРОЕКЦИЯ СХЕМИ НА ПЛОСКОСТЬ XZ (піктограма ); – виділити елементи днища і призначити виділених елементів поточний тип жорсткості. Призначити тип жорсткості «2 Пластина Н15»: – виділити елементи стінки (піктограма ), спочатку елементи днища, потім усі елементи; – призначити для виділених елементів тип жорсткості. |
Продовження таблиці 2.14
1 |
2 |
3 |
Призначення навантажень |
НАГРУЗКИ /ВЫБОР ЗАГРУ-ЖЕНИЯ |
Виділити елементи днища і задати тиск на днище резервуара (піктограма): – активізувати закладку «Нагрузки на пластины»; – указати систему координат «Глобальная», напрям дії – вздовж осі Z; – указати в діалоговому вікні «Параметры местной нагрузки» – Равномерно распределенная нагрузка; – увести інтенсивність навантаження P = 3 тс/м2. Задання навантажень на стінки резервуара: навантаження призначаються ступенями на висоту, послідовно призначаються рівномірно розподілене навантаження на кожен ряд кінцевих елементів, знизу вгору, в напрямі місцевої осі Z: 1-й ряд - Р = -2.925тс/м2; 2-й Р = -2.775тс/ м2; 3-й Р = -2.625тс/ м2; 4-й Р = -2.475тс/ м2; 5-й Р = -2.325тс/ м2; 6-й Р = -2.175тс/ м2; 7-й Р = -2.025тс/ м2; 8-й Р = -1.875тс/ м2; 9-й Р = -1.725тс/ м2; 10-й Р = -1.575тс/ м2; 11-й Р = -1.425тс/ м2; 12-й Р = -1.275тс/ м2; 13-й Р = -1.125тс/ м2; 14-й Р = -0.975тс/ м2; 15-й Р = -0.825тс/ м2; 16-й Р = -0.675тс/ м2; 17-й Р = -0.525тс/ м2; 18-й Р = -0.375тс/ м2; 19-й Р = -0.225тс/ м2; 20-й Р = -0.075тс/ м2. |
Виконання розрахунку |
РЕЖИМ/ ВЫПОЛНИТЬ РАСЧЕТ (піктограма ). |
Програма переходить у режим розрахунку, на екран виводиться індикатор стану розрахунку |
Режим візуалізації результатів розрахунку |
РЕЖИМ/ РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА (піктограма ). |
1 Виведення ізополів деформацій в напрямі локальної осі X на деформованій стінці резервуара: – виділити всі вузли й елементи днища; – виконати інверсну фрагментацію ВИД/ ИНВЕРСНАЯ ФРАГМЕНТАЦИЯ. |
Продовження таблиці 2.14
1 |
2 |
3 |
|
|
Деформована схема виводиться на екран за допомогою піктограми . Потім ізополя переміщень в напрямі локальної осі X можна проглянути, використовуючи піктограми і . |
|
|
2 Виведення ізополів вертикальних переміщень днища на деформованій схемі виконується наступним чином: – виділити всі вузли й елементи днища; – вивести на екран фрагмент розрахункової схеми: ВИД/ ФРАГМЕНТАЦИЯ. Потім вивести ізополя переміщень в напрямі глобальної осі Z (піктограма ); – відновити початковий вигляд схеми: ВИД/ ВОССТАНОВЛЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ; – повернутися до початкової схеми (піктограма ). 3 Виведення напруг у нижній частині стінки резервуара: – використати піктограму , вказавши курсором на один з елементів нижньої частини стінки резервуара. 4 Обчислення навантаження на фрагмент: – виділити вузли стикування днища із стінкою і елементи стінки, для яких ці вузли є загальними; – виконати команду «ФРАГМЕНТ» (піктограма ); – обчислити навантаження на фрагмент (піктограма ); – у діалоговому вікні «Параметры расчетного процессора» натиснути на кнопку «Подтвердить». |
|
|
5 Перегляд таблиці навантажень на фрагмент виконується в діалоговому вікні «Стандартные таблицы»: – указати на рядок «Нагрузка на фрагмент»; – натиснути на кнопку «Создать». |
Порядок представлення та оформлення звіту
Після виконання лабораторної роботи студент повинен оформити та представити звіт про виконання лабораторної роботи.
Під час оформлення звіту про виконання лабораторної роботи необхідно:
-
на титульному аркуші вказати: назву університету, кафедри; назву та номер лабораторної роботи; прізвище, ініціали та номер групи студента; дату виконання; прізвище та ініціали викладача;
-
оформити звіт, використовуючи отримані результати, побудувати епюри сил і моментів;
-
сформулювати висновки відповідно до мети роботи, базуючись на отриманих результатах.
Питання для самоконтролю
-
Опишіть алгоритм розрахунку напружено-деформованого стану циліндричного резервуара?
-
Як створити стінки і днище резервуара?
-
Для чого виконується Упаковка схеми?
-
Опишіть, як можна задати жорсткості елементів для циліндричного резервуара.
-
Як вивести ізополя деформацій і вертикальних переміщень?