Ex_Str_Mat (1051131), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Таблица 2.1.

Значения опорных реакций

Таблица 2.2.

Значения поперечных сил Q_y (кГ) в характерных точках

Таблица 2.3.

Значения изгибающих моментов M_z (кГсм) в характерных точках

Таблица 2.4.

Значения максимальных прогибов U_y (см)

Используя программу SMs2.inp, легко получить программы для решения других аналогичных задач. Изменения будут затрагивать только операторы препроцессора и решателя, которых имеется совсем не большое число.

(Техника задания промежуточных шарниров для составных балок описана в следующем разделе.)

Варианты задания № 2. Для конкретной балки, приведенной в соответствующей задаче из [3], рассчитать на ANSYS реакции опор, перерезывающие силы, изгибающие моменты, изгибные напряжения и уравнение изогнутой оси балки. Определить максимальные и минимальные значения всех определяемых величин. Сравнить полученные результаты с приведенными в ответах к соответствующих задачах из [3]. Результаты представить в текстовых и графических формах. Номера задач из [3] приводятся ниже.

Таблица 2.5.

Определить также существенность использования модели балки Тимошенко для данных задач, сравнив расчеты по двум моделям балки (обычной модели и модели балки Тимошенко). Для определения балки Тимошенко нужно дополнительно задать коэффициент сдвига как значение поля SHEARZ в команде R следующего формата: R, NREAL, AREA, IZZ, HEIGHT, SHEARZ ; а также модуль сдвига GXY по команде MP. Значение коэффициента сдвига можно приближенно принять равным: 6/5 - для прямоугольника; 10/9 или 32/27 - для круга; 2 - для тонкостенного кольца; 12/5 - для тонкостенного полого квадрата; A/(hd) - для двутаврового профиля, где A - площадь, h - высота, d - толщина поперечного сечения двутавра.

3. Расчет рам

Расчет рам на ANSYS на этапах программирования в препроцессоре и решателе во многом аналогичен решению задач об изгибе балок. Для плоских рам по-прежнему достаточен КЭ BEAM3, так как он может работать как на изгиб, так и на растяжение-сжатие. В пространственном случае необходимо использовать КЭ BEAM4.

Отдельное внимание уделим случаю наличия промежуточных шарниров. Этот случай важен и для задач об изгибе балок, но в разделе 3 не рассматривался. Пусть два конечных элемента BEAM3 имеют общую концевую точку, в которой располагается шарнир. Очевидно, что тогда в этой точке оба конечных элемента должны иметь одинаковые перемещения UX и UY, но углы поворота ROTZ могут быть, вообще говоря, различными. Именно поэтому в общей концевой точке для этих двух конечных элементов не может быть общего узла! Здесь должны существовать два различных узла с одинаковыми геометрическими координатами. Кроме того, для таких узлов нужно связать между собой по отдельности узловые степени свободы UX и UY так, чтобы обеспечить их равенство. Данная процедура может быть осуществлена в ANSYS в препроцессоре по командам CP следующим образом:

CP, NSET1, UX, NODE1, NODE2

CP, NSET2, UY, NODE1, NODE2

где NSET1 и NSET2 - ссылочные имена множеств связанных степеней свободы UX и UY соответственно, а NODE1 и NODE2 - номера узлов с одинаковыми координатами, в которых располагается промежуточный шарнир. Подчеркнем, что ссылочные номера NSETJ должны быть различными для всех различных множеств связанных степеней свободы.

Описанная схема может быть осуществлена и в программе beam1.inp из раздела 2 для задач об изгибе балок с промежуточными шарнирами. Несложно увидеть, что при этом все операторы из постпроцессоров /POST1 и /POST26 в программе beam1.inp можно оставить без изменения.

Далее приводится пример программы из файла SMs3.inp, предназначенной для расчета плоской рамы из задачи 9.1 [3] (Рис. 3.1 и 3.2).

/batch ! Пакетный режим /BATCH

/com,

/com, Файл SMs3.inp

/com, ПРОГРАММА РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ

/com, ПО ТЕМЕ: "РАСЧЕТ ПЛОСКИХ РАМ"

/com, (версия 1.1)

/com,

/com, Сборник задач по сопротивлению материалов /

/com, Под ред. В.К. Качурина. М.: Наука, 1970.

/com, (по задаче 9.36. С.246-247.)

/com,

/com, Текстовые результаты сохраняются в файле SMs3.res

/com, Графические результаты выводятся в файл SMs3.grph

/com,

/title, PLANE FRAME

F_R='SMs3'

/prep7 ! Входим в препроцессор /PREP7

/show,F_R,grph ! В режиме /BATCH задаем вывод графики

! в файл <F_R>.grph

! Все данные в системе СГС

et,1,beam3 ! Элементы с TYPE=1 - , балочные КЭ BEAM3

r,1,37.5,3800,24 ! REAL CONST. типа REAL=1 : (двутавр N 20а)

! площадь поперечного сечения AREA=28.9 ,

! момент инерции IZZ=2030 ,

! толщина HEIGHT=20

mp,ex,1,2e6 ! MAT. PROP. типа MAT=1: модуль Юнга EX=2e6

lr=500 ! lr, ar, cr - геометрические параметры

ar=400

cr=300

n_fill=16 ! число КЭ, генерируемых

! на участке с распределенной нагрузкой

n,1 ! Определяем узлы по координатам

n,2,,lr

n,3,,lr

n,3+n_fill,ar,lr

n,4+n_fill,ar,lr-cr

fill,3,3+n_fill,n_fill-1 ! Генерируем n_fill-1 равноотстоящих узлов

! между узлами 3 и 3+n_fill

e,1,2 ! Определяем элементы BEAM3

*do,i,3,3+n_fill

e,i,i+1

*enddo

cp,1,ux,2,3 $ cp,2,uy,2,3 ! Связываем степени свободы UX и UY

! в совпадающих узлах 2 и 3 для задания

! промежуточного шарнира

finish

/solu ! Входим в решатель /SOLUTION

antype,static ! Статический тип анализа

d,1,uy ! Задаем условия закрепления

d,1,ux

d,1,rotz

d,4+n_fill,uy

d,4+n_fill,ux

*do,i,2,1+n_fill

sfbeam,i,,pres,40 ! Задаем распределенную нагрузку

*enddo

! Задание сил FY, FX и моментов MZ проводится аналогично

! описанному в программе SMs2.inp

solve ! Решаем СЛАУ МКЭ

save

finish

/post1

! Согласно документации по КЭ BEAM3 при KEYOPT(9)=0

! определяем указатели на значения нормальных и поперечных сил и

! изгибающих моментов на концах элементов

etable,mforxi,smisc,1 ! Smisc,1 - нормальная сила N в узле I

etable,mforxj,smisc,7 ! Smisc,7 - нормальная сила N в узле J

etable,mforyi,smisc,2 ! Smisc,2 - поперечная сила Q в узле I

etable,mforyj,smisc,8 ! Smisc,8 - поперечная сила Q в узле J

etable,mmomzi,smisc,6 ! Smisc,6 - изгибающий момент M в узле I

etable,mmomzj,smisc,12 ! Smisc,12 - изгибающий момент M в узле J

/output,F_R,res ! Направляем вывод в файл <F_R>.res

prrsol ! Печатаем опорные реакции

pretab,mforyi,mforyj ! Печатаем поперечные силы

pretab,mforxi,mforxj ! Печатаем нормальные силы

pretab,mmomzi,mmomzj ! Печатаем изгибающие моменты

/output

/pnum,node,1 ! Нумеровать узлы при графическом показе

eplot ! Нарисовать элементы

/pbc,u,,1 ! Показывать условия закрепления

! для механических степеней свободы

/pbc,cp,,1 ! Показывать связанные степени свободы

! Для показа сил и моментов используются команды:

/pbc,f,,1

/pbc,m,,1

/psf,pres,norm,1 ! Показывать распределенные нормальные нагрузки

/pnum,elem,1 ! Нумеровать элементы

/pnum,node,0 ! Не нумеровать узлы

/number,1 ! Занумерованные объекты показывать

! только различным цветом без нумерации

/zoom,1,scrn,,,1.7 ! Масштабировать окно для удобства

/pbc,all,,0 ! Не показывать механические условия закрепления,

Характеристики

Список файлов учебной работы