Статический расчет пространственной стержневой системы

        3. Статический расчет пространственной

    стержневой системы

3.1  Создание геометрической модели

В качестве более сложного примера проведем статический анализ стержневой системы, показанной на рис.37. Она состоит из двух взаимно перпендикулярных балок с прямоугольным поперечным сечением. Отличие от ранее рассмотренной задачи состоит в том, что теперь построение будем начинать с геометрической модели (точек и линий), а уже от нее переходить к расчетной модели (узлам и конечным элементам).

            Для создания геометрической модели каждой из балок нужно построить прямую линию. А для построения линии следует предварительно создать ее начальную и конечную точки. В дальнейшем, при построении конечно-элементной модели, для каждой линии потребуется еще одна точка, которая определяет расположение в пространстве поперечного сечения балки. Через эту третью точку и через начальную и конечную точки линии проходит плоскость, в которой лежит ось Z поперечного сечения балки.

В данном случае для построения линий нужно создать три точки с координатами (0,0,0), (1,0,0) и (1,0,-0.5). При последующем построении конечных элементов принимаем ось Z поперечного сечения каждой из балок направленной вверх. Поэтому для линии, соединяющей точки 1 и 2, следует создать точку с координатами (0,1,0), а для линии, соединяющей точки 2 и 3, следует создать точку с координатами (1,1,0). В принципе этой последней точки достаточно для обеих линий. 

Геометрическая точка (обьект Keypoint) создается командами экранного меню Prerprocessor® Create® Keypoints® In Active CS.Точка создается по своим координатам при помощи панели Create Keypoints in Active Coordinate System, показанной на рис.38. В этой панели в поле NPT Keypoint number указывается номер создаваемой точки. В принципе этот номер указывать не обязательно, поскольку система сама присвоит точке номер из числа незанятых.

            В трех полях строки X,Y,Z Location in active CS указываются координаты точки. Если одна или несколько координат точки равны нулю, то их можно не указывать. При создании нескольких точек после ввода характеристик каждой из них следует нажимать кнопку Apply.

При этом данные этой точки будут записаны, а панель останется на экране для ввода следующей точки. После ввода характеристик последней точки нужно нажать кнопку OK, после чего произойдет запись данных последней точки и закрытие панели.

           

Построение прямой линии (отрезка прямой линии) производится командой экранного меню Prerprocessor® Create® Lines® Lines® Straight Line. После этого на экране появляется стандартная панель выбора объектов Create Straight Line (создать прямую линию), показанная на рис.39, при помощи которой строится требуемая линия. После появления данной панели на экране нужно указать курсором сначала начальную, а затем конечную точку линии. Вместо указания этих точек с помощью курсора можно ввести в поле ввода панели (расположенном в ее нижней части) номера начальной и конечной точек линии (через запятую), а затем нажать в панели кнопку Apply.

3.2  Просмотр геометрической

       и расчетной моделей

Команды рисования объектов расположены в пункте меню Plot выпадающего меню, а команды просмотра списков объектов в текстовых окнах -  в пункте меню List того же меню. Для различных типов объектов используются следующие пункты соответствующих подменю:

· Keypoints - для точек;

· Lines - для точек;

· Areas - для поверхностей;

· Volumes - для объемных тел;

· Nodes - для узлов;

· Elements - для конечных элементов;

Возможен и графический вывод всех имеющихся типов объектов одновременно. Для этого используется команда Plot®Multi-Plots.

Для лучшего графического изображения пространственных моделей можно масштабировать и поворачивать модель на экране. Эти действия выполняются командой выпадающего меню PlotCtrls® Pan,Zoom,Rotate, которая позволяет перемещать модель, поворачивать ее, а также изменять масштаб изображения. После вызова этой команды возникает панель Pan-Zoom-Rotate, показанная на рис.40.

Для установки одной из ортогональных проекций можно воспользоваться кнопками, расположенными в верхней части панели. На них написаны виды проекций: Top - вид сверху, Bot - снизу, Front - спереди, Back - сзади, Left - слева, Right - справа. Кроме перечисленных кнопок, в данной группе еще имеются две кнопки для получения двух несколько различающихся аксонометрических проекций: Iso и Obliq. Кнопка WPпозволяет получить вид модели вдоль нормали к рабочей плоскости.

Расположенные ниже четыре кнопки предназначены для изменения масштаба изображения. Кнопки Zoom, BoxZoomи WinZoom позволяют задать с помощью мыши прямоугольную область в графическом окне, которая будет увеличена на все окно. Кнопка BackUp осуществляет возврат к предыдущему варианту масштабирования.

Изменение масштаба изображения осуществляется также и с помощью двух кнопок с изображением маленькой и большой точек. Нажатие кнопки с маленькой точкой делает изображение модели на экране меньше (удаляет модель), а нажатие кнопки с большой точкой делает изображение модели на экране больше (приближает модель).

Перемещение модели на экране производится нажатием кнопок со стрелками, указывающими направление перемещения.