7.4 Программный комплекс «Энергия - ос » моделирования
осесимметричных задач механики грунтов
Программный комплекс «Энергия-ОС» предназначен для моделирования линейных и нелинейных пространственных осесимметричных систем механики грунтов. К таким задачам можно отнести определение деформаций грунтового основания свайного фундамента. Моделирование осесимметричных систем механики грунтов реализуется с помощью удобного интерфейса.
После запуска приложения открывается окно «Объектно-ориентированное моделирование нелинейных двумерных систем механики грунтов», в котором можно получить информацию о программе и ознакомиться с краткой инструкцией работы с приложением, рисунок 7.10. Кроме того, в этом окне имеются две кнопки: выход из приложения и переход к следующему окну.
Следующее окно содержит ряд кнопок, некоторые недоступны. Для ручного ввода исходных данных нажать кнопку "Ввод" либо "Чтение из файла", если файл исходных данных изготовлен заранее с помощью этой же программы, рисунок 7.11.
Рисунок 7.10 – Окно открытия программного комплекса
При ручном вводе данных необходимо задать размеры расчетной области:
a, b - размеры расчетной области по осям r и z;
kr, kz - количество шагов разбиения по осям r и z;
шаги разбиения по оси r: hr={hr1, hr2, hr3,…, hrkr-1};
шаги разбиения по оси z: hz={hz1, hz2, hz3,…, hzkz-1}.
Сумма шагов по оси r должна равняться a. Сумма шагов по оси z должна равняться b. Кроме того, необходимо указать:
количество закрепленных узлов, т.е. узлов, в которых известно, что перемещения равны нулю;
количество точек под нагрузкой, их номера и величины нагрузки в кг .
При вводе из файла эти исходные данные появятся автоматически.
Рисунок 7.11 – Окно ввода исходных данных
После задания выше перечисленных данных нажать кнопку "ОК". Появится расчетная область с разбиением на конечные элементы в соответствии с размерами шагов. Здесь необходимо указать характеристики конечных элементов (E и µ) визуально. По умолчанию считается, что вся область - грунт с характеристиками E = 360 кг/см2 и µ = 0,2. На экране имеется палитра цветов с указанием названий материалов. По кнопке "Изменить" можно просмотреть их характеристики и, если нужно, изменить их.
Задание характеристик конечным элементом производится следующим образом: выбирается на палитре цветов нужный материал и мышью (при нажатой левой клавиши мыши) проводится по всем нужным конечным элементам.
Для контроля правильности визуального ввода характеристик можно по кнопке "Проверка материала" просмотреть значения модуля упругости по конечным элементам в таблице. Ниже приведено окно с заданными всеми исходными данными, рисунок 7.12.
Рисунок 7.12 – Заполненное окно исходных данных
Для решения задачи нажимается кнопка "Вычислить". В результате появляется окно "Результаты"с линейными и нелинейными перемещениями по узлам расчетной области, рисунок 7.13.
Рисунок 7.13 – Окно «Результаты»
По кнопке "Графики" открывается окно "Графики", в котором с помощью двойного щелчка мышью по выбранному диапазону узлов отобразится график и таблица значений перемещений, по которым строится график, рисунок 7.14.
Рисунок 7.14 – Окно построения графиков
По кнопке "Просмотр и печать" открывается окно "Просмотр и печать", в котором задается, если нужно номер модельной задачи, выбираются линейные или нелинейные перемещения с помощью переключателя "Выбор", а также можно задать номера узлов, начиная с которых будут выданы перемещения. Указание диапазона узлов необходимо в том случае, если kr > 10, рисунок 7.15.
Рисунок 7.15 – окно задания данных для просмотра результатов
По кнопке "Просмотр и печать" появится окно, в котором для просмотра необходимо выбрать Preview . Из окна предварительного просмотра можно напечатать просматриваемые результаты по кнопке Print на панели инструментов (изображение принтера), рисунок 7.16.
Рисунок 7.16 – окно задания просмотра и печати результатов
Если продолжать работу с программой не надо, то закрываем окна или по кнопкам и выходим из программы. Если нужно просчитать другие варианты, то закрываем окно результатов и в окне "Объектно-ориентированное моделирование нелинейных осесимметричных систем механики грунтов" формируем новые данные (можно загрузить данные из файла) и опять нажимается кнопка "Вычислить".
После ручного заполнения исходных данных можно создать файл исходных данных по кнопке "Запись в файл". Этот файл можно использовать при вводе исходных данных.