Инструкция по выполнению лабораторной работы с применением ansys в интерактивном режиме

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

Процедура расчета арки включает следующие этапы:

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

2. Создание конечно-элементной модели арки:

   1. Построение системы конечных элементов;

   2. Задание ограничений на степени свободы узлов;

   3. Задание рабочих нагрузок на узлы;

3. Запуск на решение;

4. Просмотр и сохранение результатов расчета НДС при рабочих нагрузках;

5. Сохранение файла модели при рабочих нагрузках;

6. Переход в модели арки к расчетным нагрузкам. Расчет НДС и выбор наиболее опасного сочетания нагрузок.

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

• Так же, как в лабораторной работе №1, 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”.

— Выбираются плоские четырехугольные элементы PLANE42. Каждый элемент задается четырьмя узлами (вершинами четырехугольника), которые в порядке их ввода обозначаются I, J, K, L. Элемент обладает собственной прямоугольной системой координат XY, причем в поле K1 указан режим, когда ось X имеет началом вершину I и направлена к вершине J. В поле K3 выбран режим задания толщины элемента пользователем.

• Задание параметров элемента (действительных постоянных):

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

 OK 

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

— В данном случае толщина элемента выбрана 0,933 м.

• Задание свойств материала:

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

закрываем окно .

• Этим заданы упругие постоянные бетона:

E = 210¹⁰ Па;  = 0,15.

2. Создание конечно-элементной модели арки.

1. Построение системы конечных элементов.

• Создание узлов.

Техника построения узлов та же, что и для фермы из лабораторной работы №1. Совокупность узлов строится командами:

Main Menu  Preprocessor  -Modeling- Create  Nodes  In active CS  Ввести номер и координаты узла в соответствии с исходными данными, например:

 Apply  Ввод нового узла  Apply  Ввод нового узла  …  OK.

• Здесь показан пример создания 3-го узла из табл.1 образца отчета. Можно копировать координаты через буфер.

• Создание конечных элементов.

Для обеспечения параллельности оси X осевой линии арки (в пределах элемента) при создании элементов узлы указываются в следующей очередности: I (левый нижний), J (правый нижний), K (правый верхний), L (левый верхний).

Удобно вначале создать один элемент, чтобы использовать его как образец для копирования. Образец может быть создан командами:

Main Menu  Preprocessor  -Modeling- Create  Elements  -Auto Numbered- Thru Nodes  Указать узлы мышью на схеме  Enter  Кнопка OK в окне “Elements from Nodes”.

Теперь можно размножить созданный образец:

Main Menu  Preprocessor  -Modeling- Copy  -Elements- Auto Numbered  Указать образец для копирования мышью на схеме OK в окне “Copy Elems Auto-Num”

Настроить процедуру копирования в окне “Copy Elements Auto Numbered OK.

• Здесь показан пример создания 12 копий элемента (включая оригинал) с возрастающими на 1 номерами.

2. Задание ограничений на степени свободы узлов.

Обеспечить неподвижность опорных узлов арки можно командами:

Main Menu  Preprocessor  Loads Define Loads Apply  Structural Displacement  On Nodes  Указать номера узлов мышью Enter  Кнопка OK в окне “Apply U.ROT on Nodes” 

 Apply  …  OK.

• каждый раз после “Apply” можно выбирать новые узлы.

3. Задание нагрузок на узлы:

Main Menu  Preprocessor  Loads  Define Loads Apply  StructuralForce/Moment  On Nodes  Указать номера узлов мышью на схеме  Enter  Кнопка OK в окне “Apply F/M on Nodes” 

 Apply  …  OK.

Этим завершается формирование модели.