Расчет конструкций в MSC Nastran Шимкович (561577), страница 52
Текст из файла (страница 52)
в верхней части — 0.5х0.5 м, расстояние между узлахш — 1 м. Ферма изготовлена из труп яиаметром 70 мм с толщиной стен~к 6 мм дтя поясов, диаметром 42 мм и толщиной стенок 4 мм — для раскосов и поперечных стоек; материал труб — сталь 1ОХС11Л. Трубчатая конструкция вследствие замкнутости про! цля обеспечивает высокис жесткость. прочность и коррозионную стойкость фермы. однако лля профильной обрезки груб требуется спепиальное оборудование. В двух верхних узлах форзацы действуют наг!»узки гт =- — 50 ьН, Ех = 50 к11. В качестве растяжск используются стальные канаты диаметром 6.3 мм (площадь поперечного сечг ния канатов Л - 26.15 мм-).
в)одеть фермы можно разрабаз ывать непосредственно цз конечных э и."ситовв, однако для удобства их молифщшрованця иелесообразнес использовать предварительно создаинук~ геометрическую модель. В лзниом примере п1нокм, что точки цс(жссчешеа осей стоек и раскосов в узлах фермы располагаемся ца осях поясов, отя в общем случае необходимо учитывать возможный зксцентриситет в узлах.
Геометрическую модель можно создавать различными спосооами. Опцшем ~лиц из сцгх Ссздздим прямоугольник (основание мачты) Оеотегг) =» Сиггс— 1д1пе =» Кесгапя!е: Х: — 0.5., У: -0.5, Х: О, ОК. Х: 0.5, Ъ: 0.5, гд О. ОК. Сапсс1. Остхаьные прямо)чольнцкц в узлах фермы полу'шм с помощью копирования масштабирование»к беопзеггу =» Бса!е ~ Ситес: Бе!ест Л11, ОК; число коппи Кереббопгк 5; включим опцию Срг)аге Етегу Коре!(1)оп (рцс. 8.22). Введем координаты иснтра копирования — Х: О, 1: О.
22 О, ОЕ; зададим коэффи-, циенты сужения сторон коиш[ прямоугольника (Бса(е Гас[от) - Х; 0.9, т'; 0.9, Е: 1, ' 0[( (рис. 8.23). Аналоги [ным образом создадим еше чс[ ырс копии с тем же пснтром ко[шроваиия п мзгштабнизш факторами 0.8, 0.7, О 6. 0,5 соответственно (рис. 8.24). 00 04 40 .02 01 0 01 02 03 Са 00 С помошью команды Мо[Иу =э Моте Ву =-0 Сцгче сместит[ мсиьишй пз прямо. уготьииков нз расстояние 5 и вдоль осп 2, следу[о[иий -- па 4 и и тд. Пос.зс э[ого, пользуясь командой Сеоше[гу —..з Сит!с -- Еше =~ Ро[п[В, соединим и[.лучепиые точки, кзк покжт иго на рис. 8.25.
Геометрическая модель фермы готова. ОстанОВимся на ВЫООр[' ли1з кои[чиык элсмсн[ОВ. ООь[чно В расчстны т счеыак ферм приме[ьчется стер!кневая модель с шзриирнык[ соединен!ем стержней в узлзк фермы. Это обус:ювлсно, в первую очередь. стремлением упрости[ь исследоВзнис задачи, и!)сне[О)етая нзличиск[ изл100[ОН!Ик ыомснтов в узлзч В программам конечно-элементного зн'ши:ш иеоокодиыость В тзкОм упрОшсн1ш Отпадает.
При этом пслесообразно приз[спить элемент балочноп[ типа Ваг пли Вса[з, поскольку стержневые эчсмснты типа Йо[) или [ИЬС не работают на изгио. а зто не позволяе[ исследовать устойчивость с! сржией фермы. О !Метим. Что хн мсн.' Ваг ие поддерживает нелинейного анализа конструкции (см. главу 9), возможность выполнения которого целесообразно заложить в расчетнукз модель. Поэтому в данном случае наиболее рациональным будет использование элемента типа Всав. Число конечнь.х элементов вдоль каждого из стержней фермы должно быть .юстаго ~ным для обеспечения необходимой точности расчета ьрипгческой нагрузки потери устой швости (обычно нс менее 3-5 злежнтов; требуется ~сстироваипе) Создадим свойства используемых элементов.
Для труб: Ыос!с! =~ Ргорегту; Е!етуРгорегту Туре: Веаш. ОЕ: Тн!е: ТгиЬа70хб. БЬаре. выберем из списка ЗЬаре круглую трубу Сьгси1зг Тойс, йасйиэ: 0.035, Т)йс$спеэх: 0.006, Опсптайоп 0!гесс)оп (у): Пр. ОЕ: ОЕ: при запросе на создание материала загрузим из библиотеки материалов сгачь 10\СЕ1Д; так жс сформируем свойство для трубы диаметром 42 мм с толщиной стенок 4 мм, Сапсе!. Канат для растяжек имеет модуль упругости при растяжении примерно в два раза меньший, чем у модуля упругости стали. поэтому предварительно зададим материал каната: Моде! =-~ Ма!оба!: Тй)с: Капай модуль упручости Ъоипфв Моди)иэ: 0,5'2.1Вг11.
коэффициент Пуассона Ро)эзоп'х Каг)о: 0.3. предельное напряжение при растяжспш 1лпиг Вггезз Тепз)оп: 1400Е ' 6. ОЕ. Сапсе1. Опрслстим свойство элемента, модетирующего канат: Моде! =а Ргореггу; Е)егпуРгорегту Туре: Кос), ОЕ; Тн!е. Каиас8 3, пяощадыииеречпо~ о сечения Агегс 2635Е-6. ОЕ. Сапсе1. Зададим размер конечных элементов. МсзЬ =ь МезЬ Сои!го! =ь РсЕаи1т 8!хе; 8!ге: О.1. ОК. Разобьем геометрическую модель фермы на конечные элементы.
Поскольку балочные элементы требуют задания ориентации оси у сечения, лля одновременно. е разбиения следует указывать те линии. лля которых конечные алсмснты имеют одинаьовыс свойства и ориентацию данной оси Разобьем сначала вертикальные стойки фермы (пояса), расположенные парис. 8.25 слева: МезЬ =ф~еотетгу =~ Сцгге; укажем все линии. относявцн,ся к данным поясам, ОЕ; Ргореггу: 1,.ТгцЬа70хб, ОЕ: дтя задания ориентации оси у сечения воспользуемся кнопкой Мегйог!з" и выберем в подменю опцию Хоггпа! (Нормаль к плоскости), на панели инструментов Ч!съ нажмем кнопку Ро1п1в +~; аьтиви .шруем мь,шью поле Вазе Х; укажем на молели точку.
отлученную на рис. 8,26 кан точка 1; в иоле Т1р 1 укажем точку 3. в иоле Т1р 2 — точку 5. которые олнозначно ' опрслстяю~ положение плоскости. Зля просмотра направления нормали к ней. выбранной лля ориентации оси у сечения, нажмем кнопку Ргет~ехк Убелившись"."': в правильности выбранного направления„иа.ьмем 01х.
Подобиььм же образом ра.'.. вобьем на конечные элементы остальные линии контура фсрх~ы, Создзлим узлы крепления канатов к земле (Мос1с1 =-х Хойе; Х. -5, Ъ'. 2 5, Х: 8. ОЕ; Х. -5. Ъ': — 2.5. Х: й. 01х, Сзпсс1) и злсмснты. молслирующис канаты !Мог!с! =а Е!ешепй Т) рс: Косй ОХ; Ргорегту: 3.
Хапаг8 3): укажем один узел крепления каната к земле и олин соотвстствуюши й узел кре плешив каната к мачте!рис. 8,21), О К;"' Так же с ыяа зим алемсит второго каната, Свисс!. С помо;цыо команды Тоо!в ~ С!гес)г =г Со!псЫепг Хос!ев объединим все совпа-: даюшие узлах Закрепим конструкцию: Моде! сь СопвггаЫ =~ Хопа!: ТВ!е: П!арниры, ОК;" укажем четыре узла основания фермы и лва узча крепления канатов к зехьте, ОК;.. !)ОГ: Ршпес1.
ОХ, Сапсе1. Прггто;ким нагрузки: Мог!с! =~ Еоаг! =~ Хода!; Т)г!е: Пагрузки. ОК: укажем лва ... узла на вершине мачты (рис. 8.21), ОХ; Гогсе, ЕХ. 50ООО. Г2: -5ОООО, 01х, Сапсе1.' В результате получим коне шо-злементиую мотель, изображенную на рис. 8.21; Произведем расчет фермы на устойчивость. который олноврсмснно ласт распре. ' деление напряжений в конструкции при лсиствии приложенных нагрузок: Ие =: Апа)ухе: Лпа!уз|а Туро: 7 .
Воср)гпя: Оиг рот Турез: З..Л11 а.гя обес испек и я возмож.состл отображсипя реакплп в ) злах л опорах в рс киме ггсеЬог1у лрп испол ьзова. иии олночсригах зясмснгов. Затя'гим число оирсЛсяясмьгх ггригичсских лагр)' ок разным 5 — ХиглЬег о1 Е1депта1иез. 5 (рис 8 27), поскольку в ферме миого г катгях зяемснтов.
когорта хгогут терять устопяиаость прл близких зиачеииях ~ рптипсских сил, ОЕ. Сохраиим п1я1 ~апросе мозвяь под имсисм Гятжа.:-, с'.. Ю яра я ягаяс!, „:-'- ', ,оюм)„-м:.":--:::,.:,:: а и ''. таксах;"„.',-'::; .' г ьеи а РЬ сяс зав ргисиггя ра~яста отт1б)~азиз~ ссхьмариыс иалряжсппя от растлил ппя (сжатия) л пз~ иоа 1Бг ага Е~к1 Ь1ах Сол1Ь бггехз) —. рис, 8 28.
о с1 1'ОХ'4а ЮЗЖ% ~ага ~жхз -1 оя, га мг~ лиг;ЙАВ с~ 1 с. е. яя .с .ьм. Данные напряжения нс превышают лопускаемых. Лналопшным образом слелует просмотреть н другие результаты сэпюры крутяших мо»ю тов Всап1 Тогоие госсе) и, прп необхоли51ос1'и, учесть напряжения от кру'1еиия, сравнить напряжения в канатах (45од Лх1а1 Беге53) с допускаемыми и т..л.
с|а риг. 0.29 прелставлсны две первые формы гютери устойчивости фермы. Сзссе 5ес Е41ее псе Сссесее Ре, Еейнеес с5еее '041сееел1 3521 Теса 1 е ассе. Сс ес Вес Е .ЗЬ Ме Ссев 5~ еее Для повышсшш запаса устойчивости можно ввести лополнительшас связи или 1велпчить диаметр труб. На основе полученных значений сил и моментов в ферме неоохолпмо рассчп. тать нзиоолсс наг11ужснные узлы на отсутствие просзввливюи1я илп вырывания стержневых злемеитов, то есть ус1анови1ь лостато иосгь при штых тол1иин труо.
Одиснрс31ЕННЕССЛЕд1ст ВЫПОЛНИТЬ раСен.'т СнарНЬ1Х С1~едпн43ИИР В 1ЗЛак. Даннмв расчеты иелссоооразно провести для от 1ельных узлов с использованием в них няоских 14 ли пространственных злементов. 1 НзвенЫПге 2совегврИЮ реИ1егпкт4 И П21ОППсс2411И43УИРПе ев П 2ИЯИИС ПП Прос ИЬСП15, усгпойчиеостпь и 3сесп4косгп14 срерчьг, Главной особеншжтью сварных конструкипп является нзличие сварных п1вов, обычно моделируемых в СЛВ. программах тверлотельпыхш объекта1ш мзло1о размера в поперечном сечении 11» контактируюшие поверхности необходимо должным образом сопрячь со сваривасмымп деталя1ш Указанное сопряжение должно обеспечить совпадение гзхчов конечно-злемснтной сетки именно на контактпрукш1их поверхностях швов и сопряженных деталей. 172Е Ю 1 531Е 15 1 342Е 13 1 13Р'-1 Е 5 53Е+3 '" 11В35 3 41254;433 1 1225.3 8.4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
