6. Універсальний стержень

Призначений для моделювання плоских і просторових стержневих конструкцій. Універсальний стержень має місцеву праву декартову систему координат Xl, Yl, Z1, відносно якої задається місцеве навантаження і визначаються зусилля. Вісь Х1 направлена вздовж осі стержня від початку (вузол 1) до кінця (вузол 2). Осі Y1, Z1 є головними центральними осями інерції. Вісь Z1 завжди напрямлена у верхній півпростір, вісь Y1 паралельна горизонтальній площині ХОY глобальної системи координат.

Передбачаються різні варіанти кріплення стержня до вузлів схеми:

• за допомогою абсолютно жорстких вставок уздовж місцевих осей;

• за допомогою зняття зв'язку за будь-яким напрямом (зняття зв'язку, що відповідає лінійнійому ступеню вільності, забезпечує проковзування; зняття кутового зв'язку – вільний поворот, тобто циліндричний шарнір).

Допускається наявність пружної основи. Може враховуватися зсув. Скінченний елемент може працювати у всіх ознаках схем (при різних ступенях вільності), що застосовуються при розрахунку стержневих конструкцій. Скінченний елемент допускає місцеві навантаження, наведені в табл.. Допускається задання місцевого навантаження на жорстких вставках уздовж осі X1.

Таблиця– Допустимі навантаження на стержневі СЕ

Схема навантаження, величина та прив’язка	Тип СЕ	Допустимі напрямки навантаження
Зосереджена сила Рі (кН), а(м)	1,2 3 4,5,10	X,Z Z X,Y,Z
Зосереджений момент Мі(кНм), а(м)	1,2 3 5,10	UY UX,UY UX,UY,UZ
Рівномірно розподілене навантаження qі (кН/м)	1,2,3 4,5,10	Z X,Y,Z
Трапеціювате навантаження qa, qb (кН/м), a, b (м)	1,2 3 4,5,10	X,Z Z X,Y,Z
Температурне навантаження t, Δt (град), α (град-1)	1,4 2,3 5,10	X X,UY X,UY,UZ

7. Універсальні скінченні елементи плоскої задачі

Призначені для розв'язку плоскої задачі теорії пружності, а також розрахунку тонких жорстких пластин і тонких пологих оболонок на міцність. Матеріал однорідний по товщині елемента, лінійно пружний, ізотропний.

Тонкими вважаються пластини, в яких ,

де L_min – найменший з розмірів в плані, δ – товщина.

Жорсткими вважаються пластини, прогин яких не перевищує δ/5.

Оболонки вважаються тонкими, якщо ,

де R – мінімальний радіус кривизни серединної поверхні.

Оболонки вважаються пологими, якщо ,

де f₀ - стріла підйому оболонки.

Допускається задання навантажень на скінченний елемент у місцевій та загальній системах координат. Передбачені види навантажень приведені в табл.

Таблиця. – Допустимі навантаження на плоскі СЕ

Навантаження	Схема навантаження	Тип СЕ	Напрямок навантаження	Величина навантаження
Зосереджене навантаження в площині елемента		21,22, 23,24	X, Z	Pi (кН), a, b (м)
		41,42, 44	X, Y
Зосереджене навантаження із площини елемента – сили та моменти		11,12, 41,42, 44	Z, UX, UY	Pz (кН), a, b (м) Мі(кНм), a, b (м)
Рівномірно розподілене навантаження в площині елемента		21,23, 27,30	X, Z	qi (кН/м2)
		41,44	X,Y
Рівномірно розподілене навантаження із площини елемента – сили та моменти		11,12, 41,42, 44	Z, UX, UY	qz (кН/м2) mi (кНм/м)
Температурне навантаження		11,12	X, Z	t, Δt (град), α (град-1)
		21-24, 27,30	UX, UY
		41,42, 44	X,UX Y,UY