Методические указания

Указание к п.1 задания.

Варианты исходных данных на расчет содержат два профиля стержней: двутавр и сдвоенный швеллер. Вариант с двутавром представлен в образце отчета. В случае сдвоенного швеллера используются характеристики отдельного элемента сечения: h₁, b₁, F₁, J_1x, J_1y, z₀. (Индекс “1” указывает, что используются табличные данные швеллера). Переход к характеристикам сдвоенного сечения выполняется по формулам:

h = h₁; b = 2b₁; F = 2F₁; J_x = 2J_1x; J_y = 2(J_1y + F₁).

Характеристики сдвоенного швеллера можно выписать в п.1 отчета, после исходных данных.

Указание к п.4 задания.

Формула Эйлера для расчета критической силы сжатия стержня имеет вид:

,

где — длина стержня.

Величина критической силы необходима для оценки допустимости линейного приближения в расчетах. Приближенным критерием правильности полученных результатов и возможности линейной оценки запаса прочности служат неравенства:

,

где N_i < 0 — продольная сила в i-м стержне; неравенства проверяются для всех сжатых стержней.

Инструкция по выполнению лабораторной работы с применением ansys в интерактивном режиме

В настоящем руководстве содержатся указания по расчету рамы согласно заданию. Поля в окнах необходимо заполнять по образцам на рисунках. Все примеры ввода данных взяты из образца отчета.

Процедура моделирования НДС включает следующие этапы:

1. Выбор типа анализа, типа элементов и их параметров, свойств материала;

2. Создание конечно-элементной модели рамы:

2.1. Построение системы конечных элементов;

2.2. Задание ограничений на степени свободы узлов;

2.3. Задание нагрузок;

3. Запуск на решение;

4. Просмотр результатов расчета;

5. Сохранение файла модели.

1. Выбор типа анализа, типа элементов и их параметров, свойств материала.

• Выбирается тип анализа “Structural”.

• Выбор типа элементов, используемых в расчете:

Main Menu  Preprocessor  Element Type  Add/Edit/Delete…  Кнопка Add… в окне “Element Types” 

 OK  Кнопка Options в окне “Element Types” 

 OK  Кнопка Close в окне “Element Types”.

• Элементами рассматриваемой рамы являются упругие стержни в пространстве, работающие на изгиб с растяжением-сжатием. Для моделирования выбраны конечные элементы (КЭ) BEAM4. В дальнейшем каждый такой элемент задается двумя узлами на концах I, J (центрами тяжести торцевых сечений). В поле K6 выбран режим вывода составляющих внутренней силы и внутреннего момента. В поле K9 указано, что промежуточные сечения для вывода внутренних усилий не используются.

• Задание параметров элемента («действительных констант»):

Main Menu  Preprocessor  Real Constants…  Кнопка Add… в окне “Real Constants” 

 OK 

 OK  Кнопка Close в окне “Real Constants”.

• Здесь вводятся характеристики поперечного сечения стержней. В обозначениях отчета это величины: F, J_y, J_x, h, b. Заметьте, что главные оси сечения x и y обозначаются в ANSYS Y и Z, соответственно, ось X скользящей СК считается продольной. При незаполненном поле “THETA” поворот осей вокруг осевой линии стержня полагается  = 0. Это означает, что ось Y параллельна плоскости Oxy глобальной СК.

Задание свойств материала:

Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial Models StructuralLinear ElasticIsotropicвводим значенияOK

“ EX”: 2E11

“PRXY” 0.25

 OK.

• Этим заданы упругие постоянные конструкционной стали:

E = 210¹¹ Па;  = 0,25.