7.2. Задание свойств материала

Выбираем, например, обычную конструкционную сталь. В меню Model выбираем команду Material. Появляется окно “Define Isotropic Material” (Определение изотропного материала)

По умолчанию предлагается изотропный материал, клавишей Type (на рисунке справа) можно поменять тип материала, однако в данном примере эта возможность использоваться не будет. В поле Title набираем название материала (может быть произвольным), например Steel30 в поле данных Young Modulus, E набираем 210000 МПа, в поле Poisson Ratio, nu набираем 0.3, далее нажимаем «ОК» и «Cancel».

7.3 Описание свойств конечных элементов

С ледующий шаг – создание свойства конечных элементов, в нашем случае балочного типа (Beam). В меню Model выбираем пункт Property. В появившемся диалоговом окне “Define Property – Plate Element Type” нажимаем кнопку Element/Property Type (чтобы выбрать тип конечного элемента). В следующем окне “Element/Property Type” помечаем пункт Beam и нажимаем «ОК».

Обратите внимание, что окно “Define Property …” изменилось, теперь можно задавать свойства, соответствующие выбранному типу элемента. Нажимаем кнопку Shape (форма поперечного сечения), чтобы оформить профиль сечения балки, например в виде уголка, с представленными выше параметрами .

В выпадающем списке Shape выбираем по стрелке справа Angle (L) Section (уголок). В полях Н (высота) и Width (ширина) вводим 50, в полях Thick, Bottom (толщина низа) и Thickness (общая толщина) вводим 5.

При нажатии кнопки “Draw Section” в масштабе вырисовывается заданный нами профиль. Точки 1, 2, 3, 4 (как и в предыдущем примере) обозначают локальные места, кде будут посчитаны параметры напряженно-деформированного состояния сечения балки. Нажатиями кнопок Next можно перемещать эти точки по профилю, добиваясь их нужного расположения. В данной задаче оставим положение этих точек без изменения. Также следует обратить внимание на то, что начало координат координатной системы элемента находится в центре масс сечения. Он, в данном конкретном случае, находится за пределами поперечного сечения тела. Далее нажимаем «ОК».

Теперь в окне Define Property – BEAM element type в поля Area и др. автоматически подставились нужные значения. В поле Title наберите нужное вам имя, в данном примере используем: beam – steel, затем в выпадающем по стрелке списке Material выберите созданное свойство материала и нажмите «ОК» и затем «Cancel.».

Следующий шаг – создание элементов. В меню Model выбираем команду Element. В заголовке окна должно быть написано “Define BEAM Element - …” (если в заголовке вместо BEAM написано что-то другое, то нужно нажать кнопку Type… и выбрать нужный тип элемента - Beam). Здесь, в выпадающем по стрелке списке Property выберите созданное свойство (Beam – Steel). Теперь нужно выбрать ориентацию плоскости сечения элемента. Для начала мы построим горизонтальные элементы. Для этих элементов вектор ориентации сечения будет направлен по оси Z глобальной системы координат (рисунок). Вектор ориентации задает положение в пространстве сечения балки, относительно оси элемента.

Задавая направление вектора ориентации сечения балки параллельно оси Z, тем самым задаем плоскость ориентации, определяемую осью X_elem и вектором ориентации V. После этого компьютер размещает ось Y_elem (сечения элемента) в этой плоскости.

Нажимаем кнопку Vector.

В появившемся окне Vector Axis - ... нажимаем кнопку “Methods^” и в выпадающем меню выбираем пункт – Global Axis (определение направления вектора вдоль одной из осей глобальной системы координат), далее помечаем пункт Z Axis (вдоль оси Z). В полях Base (начало вектора) должны стоять нули.

Нажимаем «ОК».

Далее в окне Define BEAM Element - … , с помощью мыши, помещаем курсор на первое слева двойное поле данных Nodes

и затем мышью на экране выбираем два попарно горизонтальных узла.

Нажмите «ОК». На экране появится один балочный конечный элемент, соединяющий два выбранных узла, и возникнет следующее окно для задания узлов, по которым будут строиться следующий горизонтальный элемент. Действуя подобным образом, то есть, попарно выбирая горизонтальные узлы и нажимая «Ок», построите еще 4 горизонтальных элемента.

После построения пятого горизонтального элемента, не закрывая появившееся окно – «Define BEAM Element – Enter Nodes or Select with Cursor» Действуя аналогичным образом, создадим еще 3 вертикальных элемента, попарно соединяя соответствующие узлы (см. рисунок).

После построения 3-х вертикальных элементов, построим 3 наклонных элемента. Для этого в том же окне «Define BEAM Element – Enter Nodes or Select with Cursor» выберите узлы в такой последовательности: сначала узел, который будет на верхнем левом конце наклонного элемента, затем правый нижний, нажмите «Ок» и т.д. постройте недостающие наклонные элементы. В результате проделанных операций на экране должна быть изображена конечноэлементная модель, как показано на рисунке:

Если это так, то нажмите в окне «Cancel.».