3.1.1.2 Ввод шарниров.

Последовательно выбираем пункты верхнего меню → Редактировать → Шарниры →Узловые: →-ус­та­но­вить.
В дополнительной планке переключателей нажимаем кнопку «ГСК» (глобальная система координат), степень свободы, по которой будут обнуляться усилия - «Rz» (момент вокруг глобальной оси Z).
Нажимаем переключатель [Einz] на планке переключателей 2. В рабочем окне щелкаем левой кнопкой мыши по узлам, в которых устанавливаются шарниры11.

Дополнительная информация:

Шарниры могут быть узловыми (т.е. обнуляются соответствующие усилия во всех элементах узла), элементными (обнуляются указанные усилия в конкретном элементе) и разрезными. Разрезные шарниры позволяют продублировать узел в соседних элементах (создать два узла с разными номерами, но с одинаковыми координатами), и объединить перемещения исходного и дублирующего узла только по тем степеням свободы, по которым шарнир не установлен.

Рис. 21 Виды шарниров и соответствующие им эпюры усилий (распределенная нагрузка на ригели 50 кН/м), шарниры: элементный, узловой, разрезной по R_z.

Шарниры всех видов могут быть обычными идеальными или упругими. Это определяется величиной жесткости шарнира. Идеальный шарнир (при С=0) полностью отделяет элемент от соседних (это утверждение относится к тому узлу и к той степени свободы, для которых задан шарнир). Упругий шарнир (если С>0) соединяет элемент с соседними при помощи пружины.

Рис. 22 Влияние жесткости шарнира на эпюру усилий (от сосредоточенного момента 1000 кН·м): идеальные шарниры в ригеле, шарниры жесткостью 1000 кН/рад? и 10000 кн/рад)

Элементные шарниры могут быть как двусторонними, так и односторонними. Это определяется типом шарнира. Шарниры типа 0 – это двусторонние шарниры, работающие всегда, при любых условиях. Шарниры типа +1, -1, +2, -2 являются односторонними. В данном примере они не будут рассматриваться.

При визуализации шарниров на экране изображаются только те шарниры, степени свободы, вид и система координат которых соответствует активным в данный момент переключателям каждой из четырех вышеперечисленных групп.

В рабочем окне степени свободы шарниров изображаются при помощи кодирования числами. Изображаемое число образуется в результате суммирования для каждой степени свободы шарнира числа 2, возведенного в степень:

0 - для перемещения вдоль OX

1 - для перемещения вдоль OY

2 - для перемещения вдоль OZ

3 - для поворота вокруг OX

4 - для поворота вокруг OY

5 - для поворота вокруг OZ

Например, если установлен шарнир для поворота вокруг оси OZ, то будет показано число 2⁵=32. Если установлены шарниры для поворота вокруг оси OX и для поворота вокруг оси OZ, то будет показано число 40 (2³=8, 2⁵=32 , 32 + 8 = 40).

Рис. 23 Влияние степеней свободы в шарнире.

3.1.1.3 Ввод опорных закреплений.

Последовательно выбираем пункты верхнего меню: → Ре­дак­ти­ро­вать →Свя­зи → Опор­ные за­креп­ления: → Уз­ло­вые опоры: → -уста­но­вить.
В дополнительной планке переключателей нажимаем кнопки, «ГСК» (общая или глобальная система координат), «Сж.+Р.» (связь работает и на сжатие и на растяжение), а также кнопки, соответствующие тем направлениям, по которым накладывается связь. Поскольку устанавливается жесткое закрепление, то следует нажать все кнопки: «X», «Y», «Rz» (закрепление от перемещения и поворота по всем доступным направлениям). В диалоговом окне после щелчка левой кнопкой мыши по окну редактора задаем жесткости всех связей равными 0 (т.е. абсолютно жесткое закрепление) и нажимаем кнопку «ОК».
В рабочем окне щелкаем по узлам рамы, в которых устанавливается жесткая заделка.

Дополнительная информация:

Рис. 24 Влияние податливости опор на результаты расчета (центральная опора по Z: абсолютно жесткая, жесткостью 1е4 кН/м и жесткостью 1е3 кН/м).