Пособие по МКЭ (864300), страница 16
Текст из файла (страница 16)
88. Расчетная схема консольной балкиСоздаем геометрическую модель консольной балки с помощьюкоманды меню Geometry / Cirve-Line / Project Points.В окне (рис. 89) вводим координаты начала линии [0,0,0],в окне (рис. 90) – конца линии [1,0,0]. После каждого ввода нажимаемкнопку Ок. Таким образом, балка длиной 1 м лежит вдоль оси х.Рис. 89. Ввод координат начала линии120Расчеты с использованием универсальных программных комплексовРис. 90.
Ввод координат конца линииПосле ввода координат второй точки будет создана прямая линия. Однако программный комплекс потребует ввода еще одной линии. Это называется циклическим вводом и служит для упрощенияработы при вводе большого количества однотипных объектов (чтобывает для конструкций грузоподъемных машин). Поэтому для выхода из циклического ввода следует нажать кнопку Cancel.После создания геометрической модели задаем густоту разбивкина конечные элементы с помощью команды Mesh / Mesh Control /Size Along Curve). Перед заданием густоты следует выбрать линиюс помощью появившегося на экране диалогового окна (рис. 91).Рис. 91. Выбор геометрического объекта для задания густоты разбивкиВ открывшемся диалоговом окне рис. 92 в поле Number of Elements задаем число 10 и нажимаем кнопку Ок.Рис.
92. Управление густотой разбивки консольной балки121Расчеты с использованием универсальных программных комплексовПосле задания густоты переходим к построению конечноэлементной модели. Для этого вызываем команду Mesh / Geometry /Curve. На экране появится окно (рис. 93).Рис. 93.
Окно задания свойств разбивкиВ этом окне нажимаем кнопкудля ввода свойств конечныхэлементов. Откроется окно, показанное на рис. 94.Рис. 94. Окно задания свойств конечных элементовНажимаем кнопку Elem/Property Type..., выбираем (рис. 70) требуемый тип конечных элементов (в данном случае – Beam) и нажимаем кнопку Ок.122Расчеты с использованием универсальных программных комплексовЗатем в окне (рис.
95), к которому произошел возврат, нажимаемкнопкудля задания свойств материалов (рис. 96).Рис. 95. Окно задания свойств конечных элементов типа BeamРис. 96. Ввод свойств материала123Расчеты с использованием универсальных программных комплексовВ диалоговом окне (рис.
96) в поле Title задаем название,Young Modulus, E задаем модуль упругости, в поле Poisson`s Ratio,nu – коэффициент Пуассона, в поле Mass Density – плотность материала и нажимаем кнопку Ок.Затем в окне (рис. 95), к которому произошел возврат, нажимаемкнопку Shape… для задания формы поперечного сечения балки. Вдиалоговом окне (рис. 97) в списке выбираем требуемый тип поперечного сечения, задаем размеры, ось y направляем вверх (маркер Up)нажимаем кнопку Ок.Рис. 97. Задание формы поперечного сечения балкиПосле возврата к окну ввода свойств конечных элементов (рис.98) обратите внимание, что программный комплекс автоматическирассчитал параметры сечения на основе введенных данных о егоформе. Далее вводим в поле Title название свойств (property) и нажимаем кнопку Ок.124Расчеты с использованием универсальных программных комплексовРис.
98. Окончание ввода свойств конечных элементов типа BeamВ окне управления разбивкой на конечные элементы (рис. 99), ккоторому произошел возврат, нажимаем кнопку Ок.Программа запросит (рис. 99) координаты начала и конца направляющего вектора, определяющего положение поперечного сечения. Так как балка лежит вдоль оси х, то поперечное сечение направлено вертикально (вдоль оси у).Таким образом, направляющий вектор должен лежать вдоль осиy, а его начало и конец иметь координаты [0,0,0] и [0,1,0] соответственно.
После ввода координат нажимаем кнопку Ок.Рис. 99. Ввод координат направляющего вектораБудет выполнена разбивка геометрической модели на конечныеэлементы.125Расчеты с использованием универсальных программных комплексовДля ввода закрепления (заделки на левом конце балки) выбираем команду Model / Constraint / Nodal, в окне (рис. 100) в поле Titleвводим название сочетания закреплений и нажимаем кнопку Ок.Рис.
100. Ввод названия сочетания закрепленийЗатем выбираем требуемый узел, в котором будет приложена заделка (рис. 101) и нажимаем кнопку Ок. В данном случае это узел№1, лежащий в точке с координатой [0,0,0].Рис. 101. Выбор объекта закрепленияВ открывшемся окне (рис. 102) в поле Title вводим название заделки, нажимаем кнопку Fixed. Во всех полях вкладки DOF автоматически будут установлены флаги выбора. Далее нажимаем кнопкуОк. Заделка создана.Рис.
102. Задание закрепления126Расчеты с использованием универсальных программных комплексовДля ввода действующей на правом конце балки силы выбираемкоманду Model / Load / Nodal, в окне (рис. 103) в поле Title вводимназвание сочетания нагрузок и нажимаем кнопку Ок.Рис. 103. Ввод названия сочетания нагрузокЗатем выбираем требуемый узел, в котором будет приложенасила (рис. 104) и нажимаем кнопку Ок. В данном случае это узел №2,лежащий в точке с координатой [1,0,0].Рис. 104. Выбор узла приложения силыРис.
105. Задание силы127Расчеты с использованием универсальных программных комплексовВ открывшемся окне (рис. 105) в поле Title вводим название силы, из списка выбираем тип нагрузки Force. На вкладке Load в полеFY вводим величину силы. Знак минус указывает на то, что сила действует вдоль оси y, но в ее отрицательном направлении.
Нажимаемкнопку Ок. Консольная сила создана.На этом процесс создания конечноэлементной модели исследуемой консольной балки завершен. Модель показана на рис. 106.Здесь заделка обозначена ромбовидным маркером с буквой F,а сила – направленной в заданном направлении зеленой стрелкойс указанием величины.Рис. 106. Конечноэлементная модельПосле создания конечноэлементной модели выполняется расчетобъекта. Для этого выполняем команду меню Model / Analysis…В появившемся на экране окне (рис. 107) нажимаем кнопку New…Рис.
107. Создание расчета128Расчеты с использованием универсальных программных комплексовВ появившемся на экране окне (рис. 108) в поле Title вводим название, из списка Analysis Type выбираем статический расчет 1..Staticи нажимаем кнопку Ок.Рис. 108. Ввод параметров расчетаОкно (рис. 107) принимает вид, показанный на рис. 109.Рис. 109. Запуск расчетаДля начала расчета нажимаем кнопку Analyse. После запуска расчета слева появляется вкладка, на которую выводится вся информация о расчете и его результатах.129Расчеты с использованием универсальных программных комплексовПо окончании расчета становится активной панель Post(рис.
87). Первые три кнопки панели инструментов Post служат длявыбора представления деформированного состояния при просмотредеформация отображается статирезультатов ( нет деформации,деформация отображается с помощью анимации), вторыечески,три – для выбора параметров отображения полей результатов расчетаплавный переход от цвета к цвету,резкий( нет отображения,переход от цвета к цвету).Для вызова диалога точной настройки просмотра результатовпанели Post. В открывшемся диалоговомследует нажать кнопкуокне (рис. 110) в списке Output Set выбираем название результатоврасчета, в списке Deformation выбираем способ отображения деформации конструкции, в поле Contiur – параметр, который мы хотимотобразить в виде цветовых полей или эпюр.Рис.
110. Настройка отображения результатов130Расчеты с использованием универсальных программных комплексовПосле нажатия кнопокина экране появится деформированное состояние конструкции (рис. 111). Однако никакой полезнойинформации не будет выведено.Рис. 111. Настройка отображения результатовНаиболее наглядным способом просмотра результатов длястержневых конечных элементов является построение цветных эпюр.Для этого нажимаем клавишу F5, в появившемся окне (рис. 112) навкладке Contour Style выбираем пункт Beam Diagram и нажимаемкнопку Ок.
Результаты расчета примут вид, показанный на рис. 113и рис. 114.Рис. 112. Настройка отображения цветовых эпюрСогласно результатам расчета максимальные напряжения действуют в заделке (рис. 113) и равны 12000 Па, а максимальные перемещения свободного конца балки (рис. 114) равны 3,84·10-7 м.131Расчеты с использованием универсальных программных комплексовРис. 113. Напряжения, ПаРис. 114. Перемещения по оси y, м.Согласно аналитическому решению, известному из сопротивления материалов, максимальные напряжения в консольной балке6Fl6 ⋅1 ⋅1σ= 2== 12000 (Па),bh0,05 ⋅ 0,12а максимальные перемещения12 Fl 312 ⋅ 1 ⋅ 13∆=== 3,8 ⋅ 10 − 7 (м).31133 Ebh3 ⋅ 2,1 ⋅ 10 ⋅ 0,05 ⋅ 0,1Таким образом, численное решение задачи методом конечныхэлементов дает верные результаты.132Расчеты с использованием универсальных программных комплексов2.2.2.
Расчет мостового кранаВыполним расчет с помощью программного комплекса мостового крана, исследованного в главе 1. Расчетная схема объекта исследования показана на рис. 115.Рис. 115. Расчетная схема мостового кранаГеометрическая модель мостового крана создается по алгоритму, аналогичному созданию консольной балки (разд. 2.2.1).Для построения модели надо создать 12 линий с помощью командыGeometry / Cirve-Line / Project Points. Координаты базовых точек длясоздания этих линий приведены в табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
