- •Компьютерные методы обучения.
- •1. Общие сведения о численных методах расчета.
- •1.1 Основная терминология.
- •1.2 Основные принципы матричного метода перемещений (ммп).
- •1.2.1 Основные гипотезы ммп:
- •1.2.2 Разрешающая система уравнений.
- •1.2.3 Порядок расчета ммп:
- •Основные принципы метода конечных элементов (мкэ).
- •1.3.1 Атрибуты конечного элемента.
- •1.3.2 Особенности мкэ.
- •1.3.3 Порядок подготовки и ввода исходных данных для мкэ:
- •1.3.4 Матрицы жесткости типовых стержневых элементов (плоская задача):
- •1.3.5 Принцип формирования общей матрицы жесткости конструкции.
- •1.3.6 Определение перемещений и усилий в элементах.
- •1.4 Основные расчеты, выполняемые на основе мкэ:
- •1.5 Основные принципы выбора расчетных схем.
- •1.5.1 Особенности работы с крупноразмерными задачами.
- •1.5.2 Оценка точности.
- •1.5.2 Контроль исходных данных и результатов расчета.
- •2. Общие принципы работы с пк stark es.
- •2.1 Основные размерности.
- •2.2 Используемые системы координат.
- •2.3 Окно графического ввода.
- •2.4 Команды просмотра.
- •2.5 Планка переключателей 1.
- •2.6 Планка переключателей 2.
- •2.7 Работа с командами меню «Фрагмент».
- •3 Работа c fea-проектами
- •3.1 Расчет плоских рам на статическую нагрузку.
- •3.1.1 Ввод исходных данных.
- •3.1.1.1 Задание геометрии рамы.
- •3.1.1.2 Ввод шарниров.
- •3.1.1.3 Ввод опорных закреплений.
- •3.1.1.2 Ввод нагрузок.
- •3.1.2 Статический расчет рамы и просмотр результатов.
- •3.1.3 Задание для самостоятельного расчета по теме рамы.
- •3.1.4 Особенности работы рамы в пространственной постановке.
- •3.1.5 Задания для самостоятельного расчета.
- •4. Ввод плоской плиты.
- •4.1 Ввод геометрии плиты при помощи позиций.
- •4.2 Ввод несущих стен.
- •4.3 Ввод отверстий.
- •4.4 Расчет плиты и вывод результатов.
- •4.4.1 Подготовка к расчету. Частичные и полные проекты.
- •4.4.2 Задание опорных закреплений.
- •4.4.3 Статический расчет плиты.
- •4.4.4 Просмотр результатов расчета.
- •4.4.5 Способы вывода результатов расчета:
- •Изображение результатов расчёта в виде изолиний (переключатель "Iso"):
- •Изображение результатов расчёта в виде изоповерхностей разного цвета с интерполяцией цветов (переключатель "Fl"37):
- •Изображение результатов расчёта по заданному сечению (переключатель "s"):
- •4.5 Ввод плиты при помощи dxf-файла.
- •4.5.1 Ввод и расчет плиты.
- •4.5.2 Подбор арматуры в плите.
- •4.6 Ввод плиты при помощи растра.
- •4.6.1 Ввод плиты.
- •4.6.2 Ввод балок.
- •4.6.3. Расчет арматуры балок.
- •4.7 Ввод упругого основания.
- •5 Расчет средней рамы железобетонного каркаса одноэтажного промышленного здания.
- •5.1 Задание геометрии каркаса, особенности моделирования ферм и колонн.
- •5.2 Задание нагрузок на раму каркаса, работа с нагружениями.
- •5.3 Общий расчет рамы каркаса и определение рсу в колоннах.
- •5.4 Расчет армирования элементов.
- •3.3.5 Расчет армирования элементов.
- •6. Расчет стальной фермы покрытия одноэтажного промышленного здания.
- •6.1 Ввод расчетной схемы, особенности моделирования стальных ферм.
- •6.2 Задание нагрузок на ферму.
- •6.3 Статический расчет фермы.
- •6.4 Определение рсу и расчет элементов ферм по несущей способности.
- •5.6 Задание для самостоятельной работы (по двум темам).
- •7. Расчет арок.
- •Задания на зачет. Расчет рам.
- •Расчет ферм из стальных профилей.
- •Расчет железобетонных ферм.
2.2 Используемые системы координат.
Тип системы координат |
Обозначение системы |
Обозначение осей |
Назначение |
Глобальная |
ГСК |
X, Y, Z |
Служит для описания координат узлов, определения направления степеней свободы, вывода перемещений узлов, для задания локальных систем координат |
Локальные |
uvw |
u, v, w |
Произвольная система координат, определяющая положение и ориентацию частичного проекта в полном проекте |
ЛСК |
r, s, t |
Произвольная система координат, служащая для задания местных систем координат конечных элементов (МСК), а также для задания данных в узлах конечно-элементной модели |
|
МСК |
r, s, t |
Местная система координат конечных элементов. Является частным случаем ЛСК. Служит для задания элементных шарниров, местных нагрузок, ориентации сечений (жесткостных параметров) элементов, а также для вывода усилий, напряжений и теоретической арматуры в элементах. |
2.3 Окно графического ввода.
Рис. 17 Схема окна графического ввода.
2.4 Команды просмотра.
или |
– служат для выбора нужной проекции изображения проекта. |
При работе с 3D-позициями к этим переключателям добавляется переключатель SP, позволяющий переходить в режим работы с опорной плоскостью позиции, что удобно, например, при вводе проемов или нагрузок.
Переключатель «Zoom» – служит для управления изображением проекта. Для увеличения нужного фрагмента расчетной схемы необходимо включить переключатель «Zoom» и выделить нужный фрагмент рамкой в рабочем окне (в режиме просмотра рамка – фиолетовая, а в режиме редактирования – зеленая). Для возвращения к полному изображению расчетной схемы необходимо щелкнуть по кнопке «Zoom» правой кнопкой мыши. |
|
Переключатель «Refr.» (Refresh, перерисовать) – служит для обновления изображения в графическом окне.
Переключатель «Print» – служит для вывода изображения на экране (актуальной графики) на: «Принтер», «HPGL Файл», «DXF Файл», «Viewer» (специальная программа просмотра), «MS Word». Для выбора устройства вывода надо щелкнуть правой кнопкой мыши по переключателю «Print» и в дополнительном окне задать нужное устройство левой клавишей мыши. |
|
При выводе в Word или Viewer актуальное изображение преобразуется в BMP - файл в соответствии с текущим разрешением экрана.
При выборе DXF-файла (для редактирования при помощи программы Autocad) можно вывести (по слоям):
узлы и элементы (изображение выводится во всех случаях);
номера элементов и узлов (если они в этот момент отображены на экране);
числовые значения усилий в узлах или расчетной площади арматуры в плоских элементах (при просмотре результатов);
изолинии (при просмотре результатов расчета плоских элементов);
2.5 Планка переключателей 1.
Планка переключателей 1 содержит набор кнопок, управляющих привязкой курсора, узлов и элементов. |
|
[A] – если включена эта кнопка, курсор притягивается к актуальному объекту (к узлу расчетной схемы, к точке приложения нагрузки и т.п.)
[R] – привязка курсора к узлам и линиям растра.
Растр – это вспомогательная сетка с заданным шагом. Растры могут быть полярными, ортогональными и свободными. Они задаются при помощи команд меню →Растр в окне верхнего или бокового меню. Одновременно можно задать несколько растров и переключаться от одного растра к другому, нажимая клавишу [Пробел].
[F] – привязка к точке или линии слоя. Этот переключатель используется при работе с DXF-чертежами, импортированными, например, из программы AutoCAD.
[K] – координатный ввод. Для каждой точки будут запрашиваться численные координаты в окне редактора.
[X] – при нажатой кнопке задается относительное смещение в декартовой системе координат. Следует выделить какую-либо характерную точку (существующий узел расчетной схемы, узел растра и т.п.) и в окне редактора численно задать величины смещения относительно этой точки по всем осям координат. При этом знак и направление приращений при включенном переключателе [X] определяется относительно используемой системы координат (глобальной или местной).
[W] – относительное смещение в полярной системе координат. При использовании переключателя [W] положение новой точки определяется радиусом dr до точки привязки, углом dw с глобальной осью OX (угол задается в градусах против часовой стрелки) и dz – расстоянием до плоскости, параллельной XOY и проходящей через точку привязки.
[M] – привязка курсора к средней точке в соответствии с таблицей:
Объект 1 |
Объект 2 |
Результат |
Точка |
Точка |
Середина отрезка |
Линия |
(отсутствует) |
Середина отрезка |
Круг |
(отсутствует) |
Центр круга |
[S] – привязка к пересечению линий разных объектов в соответствии с таблицей:
Объект 1 |
Объект 2 |
Результат |
|
|
Точка |
Нет выделения |
Точка |
|
|
Линия |
Точка |
Точка основания перпендикуляра |
|
|
Линия |
Линия |
Точка пересечения линий (или их продолжений) |
|
|
Круг |
Точка |
Точка основания перпендикуляра |
|
|
Круг (линия) |
Линия (круг) |
Точка пересечения круга и линии, которая ближе к Объекту 2 |
|
|
Одновременно с ней всегда появляется планка переключателей вида: |
|
[PPO] – переключатель проекции точки на заданную плоскость. После его нажатия выбирается плоскость (оболочки, плиты), а затем – точка. Результат операции - проекция точки на заданной плоскости;
[PLI] – переключатель пересечения плоскости и линии. Вначале выбирается плоскость (оболочки, плиты), а затем – линия (ребро оболочки, плиты, стержень). Результат операции – точка пересечения плоскости и заданной линии;
[PP] - переключатель поиска точки пересечения линии пересечения двух плоскостей и заданной линии. Сначала выбирается одна плоскость (оболочки, плиты), затем другая плоскость (оболочки, плиты). Третьим объектом выбирается линия (ребро оболочки, плиты, стержень). Результат операции: сначала определяется линия пересечения двух плоскостей, далее определяется точка пересечения линии и объекта 3.