Изчисляване на многоетажна многоетажна рамка
Целта е да се запознаете с методологията за създаване на дизайнерски диаграми на стълбови конструкции в софтуерния пакет SCAD чрез генериране на диаграма с помощта на параметрични прототипи на рамкови структури.
Съдържание - формиране и изчисление на многоетажна многоетажна рамка в софтуерния пакет SCAD чрез генериране на диаграма с помощта на параметрични прототипи на рамкови структури.
2. Теоретична обосновка
Тъй като използваните алгоритми се основават на метода на изместване, идеализирането на конструкцията трябва да бъде направено във форма, адаптирана към използването на този метод, а именно: системата трябва да бъде представена като набор от тела от стандартен тип (пръчки, плочи, черупки и др.), наречени крайни елементи и прикрепени към опорни точки.
Типът на крайния елемент се определя от:
- геометричната му форма;
- набор от възли, които могат да бъдат точки, както разположени в върховете на геометрични фигури, така и по техните страни, ръбове, повърхности;
- правилата, които определят връзката между изместванията на възлите на крайния елемент и възлите на системата - възлите на елемента могат да бъдат твърдо прикрепени към възлите на системата (пълно съвпадение на всички движения) или с помощта на панти, и т.н .;
- физически закон, който определя връзката между вътрешните усилия и вътрешните измествания и набор от параметри (твърдост), включени в описанието на този закон;
- изборът на система от вътрешни измествания (деформации) и съответните вътрешни сили (напрежения), които характеризират напрегнато-деформираното състояние на елемента;
- изборът на апроксимиращи (основни, координатни) функции, с помощта на които изместванията на произволна точка на краен елемент се определят еднозначно чрез преместванията на неговите възли;
- набор от допустими натоварвания и действия, които могат да бъдат приложени директно към крайния елемент, и методите за тяхното задаване;
- наличие или липса на правила за раздробяване на елемент на по-малки части при подробно описание на неговото напрежено-деформирано състояние или при определяне на местата на прилагане на натоварвания и въздействия;
- други, по-специфични условия (възможност за използване само в системи от определен тип, ограничения за ориентация по отношение на координатната система и др.).
Възелът в схемата за изчисление на метода на преместване е представен като абсолютно твърдо тяло с изчезващо малки размери. Положението на възел в пространството по време на деформации на системата се определя от координатите на центъра и посоките на три оси, твърдо свързани с възела. С други думи, възелът се разглежда като обект с шест степени на свобода - три линейни премествания, определени като разлика между координатите в деформирани и недеформирани състояния и три ъгъла на въртене. Други възли, които определят деформираното положение на системата (допълнителни степени на свобода), също могат да бъдат свързани с възлите.
При метода на изместване системните елементи се считат свързани само с възлите на проектния модел. Посочената характеристика на дизайна на схемата за проектиране не винаги се подчертава в учебната и справочната литература. Този подход е приблизителен, тъй като чрез концентриране на еквивалентни сили във възлите условията за равновесие за крайни елементи от някои видове (например плочи и черупки) могат да бъдат изпълнени само интегрално. Възможни разфасовки се обмислят в междуелементните граници на непръчкови елементи, което ни кара да обърнем внимание на така нареченото свойство на съвместимост (съответствие) на елементите. Съединителните елементи гарантират съвпадението на изместванията и техните необходими производни за точки, разположени от противоположните страни на участъка. За несъвместими елементи става необходимо да се изпълнят допълнителни условия, за да се компенсират евентуални различия в рязаните банки. Трябва да се отбележи, че всички елементи, представени в библиотеката на комплекса, са или съвместни, или гарантирано отговарят на допълнителни условия за компенсиране на несъвместимостта.
Горното условие за присъединяване на елементи към възли не винаги е видимо, дори когато се използват традиционни методи за показване на дизайнерската схема. И така, схемата за проектиране, показана на фигура 5.1и в традиционна форма, може да предполага директна връзка на елементи помежду си, докато по-подробно изображение съгласно фигура 5.1б избягва подобно заключение. Обърнете внимание също, че подробното изображение показва и други характеристики на изпълнението на схемата за проектиране, по-специално възможността за изпълнение на едни и същи кинематични условия, използвайки различни набори от ограничения.
Фигура 5.1 - Схеми за проектиране: и - традиционни; б - подробно
Предполага се, че целият дизайнерски модел се състои само от елементи от предварително определен тип. Списъкът с типове елементи, с които оперира изчислителният комплекс, може да бъде модифициран и попълнен, но всяка негова специфична версия съответства на добре дефиниран набор от типове елементи (библиотека от крайни елементи), от които могат да бъдат извлечени части от схемата за изчисление избрани.
И накрая, трябва да се каже, че всички възли и елементи на схемата за проектиране са номерирани. Присвоените им номера трябва да се тълкуват само като имена, които позволяват да се направят необходимите препратки. Например можете да посочите възел, където се прилага някакво натоварване, или да изброите възлите, към които е прикрепен много специфичен елемент, или да направите списък с елементи, съседни на определен възел (това ще бъде така наречената „звезда от елементи“ ”Във възела). Номерирането не изпълнява никакви други функции и по-специално практически не влияе на времето за решаване на проблема поради функцията за оптимизиране на профила на матрицата на твърдост, наличен в комплекса. Издаването на резултатите от изчисленията най-често се извършва по реда на номериране на възли (изместване) или елементи (вътрешни сили), поради което все още не е необходимо да се говори за пълна независимост от номерирането.