6.5 Задание граничных условий и нагрузки
Граничные условия - полное защемление свободных концов балок (на рисунке – Узлы крепления).
Выполните последовательность команд: Model, Constraint (граничные условия), Nodal (по узлам). В окне: “Create or Activate Constraint Set” впишите название варианта граничных условий, например – constraint1. И нажмите «Ок».
В появившемся окне “Entity Selection – Enter Nodes to Select”, выберите краевые узлы балок и нажмите «Ок». В следующем окне нажмите кнопку Fixed (полное защимление) и нажмите «Ок» и «Cancel».
Чтобы задать нагрузку, выполните последовательность команд: Model, Load, Nodal, в появившемся окне введите название варианта нагружения, например: Force 1000H и нажмите «Ок».
Далее в окне выбора примитивов (в данном случае узлов) выберите краевой узел (в месте соединения балок) и нажмите «Ок». В появившемся окне задайте нагрузку: – 1000Н в направлении TY. (см. рисунок). Нажмите «Ок» и «Сancel»
6.6 Анализ конструкции
В результате проделанных операций на экране появится готовая конечноэлементная модель балочной конструкции.
Для анализа выполните последовательность команд File, Analyze
в появившемся окне проверьте правильность выбранных вариантов нагрузки и граничных условий и нажмите «Ок». На вопрос о сохранении модели перед запуском ответьте «ДА»
Сохраните модель под именем: Beam1 .
6.7 Обработка результатов
После выполнения расчета, выполните последовательность команд View, Select в появившемся окне пометьте строчки как показано на рисунке (заметьте, что в поле данных Contour Style помечаем пункт Beam Diagram – эпюра).
Нажмите кнопку Deformed and Contour Data и в появившемся окне в поле данных Contour выберите - 3139.. Beam EndA Pt1 Comb Stress, где:
Beam – вывод результатов для балки
EndA – в начальном узле элемента
Pt1 – в точке 1 заданного поперечного сечения балки (см. свойства балки)
и нажмите «Ок» и «Ок».
В результате на экране появится картина деформированного состояния балок:
Эпюры напряжений «отложены» вдоль оси Z, поэтому чтобы их увидеть, необходимо развернуть вид модели на экране. Для этого выполните последовательность команд View, Rotate и в появившемся окне нажмите кнопку Isometric и затем «Ок».
Для выхода из системы: File, Exit.
7. Моделирование плоской фермы
В этом примере описаны методы формирования модели плоской фермы. Ферма выполнена из стальных уголков сечения 50х50мм с толщиной стенок 5мм. Модель предполагается закрепленной по крайним левым узлам, а в качестве нагружения задается сила величиной 1000Н (100кГс), приложенная к крайнему правому углу. Модель будет выполнена в следующих единицах измерения: размеры – в миллиметрах, свойства материала – МПа, нагрузки в Ньютонах. При такой постановки задачи искомые перемещения будут определены в миллиметрах, напряжения в мега Паскалях.
7.1 Геометрическая модель
В этом примере геометрия конечноэлементной модели будет создана на основе информации о координатах узлов.
Узлы конечноэлементной модели ферменной конструкции, в обязательном порядке, должны иметь место в сочленения балок. Все координаты этих сочленений узлов заранее известны. Кроме того, каждая из балок в пролетах ферменной конструкции, может иметь внутренние узлы, то есть делиться на несколько конечных элементов.
Ранее во всех разобранных примерах конечно-элементные модели строились по следующему принципу: сначала построение геометрии, затем дискретизация ее на конечные элементы. В данном примере построение геометрии с помощью примитивов рассматриваться не будет. Процесс моделирования сразу начнется с создания конечных элементов вручную.
Запустите систему MSC/NASTRAN for Windows. На экране появится диалоговое окно Open Model File (открыть файл); в нем нажмите мышкой кнопку New Model (новая модель). Первый шаг – задание координат узлов. В меню Model выбираем команду Node… В появившемся окне “Locate – Enter Coordinates or Select with Cursor” (Место расположения – введите координаты или выберите курсором),
в поля Х и Y вводим следующие координаты мест сочленения балок фермы в миллиметрах, где после каждого ввода нажимайте «ОК»: (0,0), (1000,0), (2000, 0), (3000,0), (0, 500), (1000, 500), (2000, 500). После ввода всех точек нажмите «Cancel» ,для выхода из этого меню. Далее нажмите на клавиатуре Ctrl+A, чтобы отцентрировать изображение.
В результате на экране отобразятся узлы конечно-элементной сетки, которые будут использоваться для создания элементов балочного типа. Теперь необходимо задать их свойства и материал.
