- •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.
1.5.2 Оценка точности.
Для проверки точности решения реальных проектных задач можно и, зачастую, необходимо использовать следующие приемы:
Тщательный контроль исходных данных и анализ результатов расчета;
Сопоставление полученных результатов расчета с параметрами аналогичных или схожих конструктивных решений, проверенных на практике или в результате экспериментальных исследований;
Использование альтернативных вариантов расчетных моделей, в том числе существенно упрощенных и имеющих известное точное или приближенное решение;
Рис.16 Изополя изгибающих моментов для моделей с различным шагом разбиения на КЭ.
Решение задач по двум различным программным комплексам, включающее выбор и построение расчетных моделей, их контроль, анализ и сравнение полученных результатов с использованием объединенных возможностей двух программных комплексов.
1.5.2 Контроль исходных данных и результатов расчета.
Помимо правильности принципов, принятых в основу построения расчетной модели конструкции, следует проверять и правильность задания данных в этой модели. К основным данным конечно-элементной расчетной модели относятся:
геометрия системы;
качество конечно-элементной сетки (форма и размеры конечных элементов, связь узлов, исключение дублирования узлов и элементов, «налезания» элементов друг на друга и т.п.);
жесткости элементов;
связи (опоры, шарниры в узловых сопряжениях, объединение перемещений узлов и др.);
значения нагрузок и параметры их сочетаний;
распределение масс для динамических расчетов.
Значительная часть ошибок в исходных данных обнаруживается при анализе результатов расчета. Этот анализ должен включать в себя:
рассмотрение деформированной схемы сооружения, эпюр и изополей усилий, анимации колебаний и форм потери устойчивости;
анализ порядка усилий, напряжений и перемещений; контроль соответствия между порядком величин результатов и порядком величин нагрузок;
установление соответствия опорных реакций суммарным равнодействующим нагрузок по каждому из нагружений;
установление соответствия полученных результатов инженерному представлению о работе конструкции, получаемому на основании рассмотрения упрощенных моделей или из опыта строительства, эксплуатации и экспериментального исследования подобных конструкций.
2. Общие принципы работы с пк stark es.
Рекомендуемые правила хранения модели:
Не хранить в папке Eurosoft (по умолчанию).
Все расчетные модели хранить в папке «FEM».
Создание вспомогательных папок для проекта «doc», «dwg», «arc» и другие.
При использовании старого решателя имя расчетного файла не больше 8 символов.
При сохранении проекта каждый раз давать ему новое имя с нумерацией, например: dom-01, dom-02, dom-03 и т.д.(Эти копии проекта дают возможность вернуться назад в случае проблем с моделью).
2.1 Основные размерности.
Если программа не указывает иначе, все входные и выходные данные, используемые в ПК STARK ES, имеют следующую размерность:
Координаты узлов |
м |
Площадь/сдвиговая площадь поперечного сечения |
м2 |
Момент инерции/ момент инерции при кручении |
м4 |
Сила |
кН |
Момент |
кНм |
Модуль упругости/ модуль сдвига |
кПа (кН/м2) |
Плотность |
т/м3 |
Время |
с |
Узловые массы |
т |
Перемещения |
м, рад. |
Продольные, поперечные силы в сечениях стержней |
кН |
Изгибающие, крутящие моменты в сечениях стержней |
кНм |
Мембранные напряжения в узлах пластин |
кН/м2 |
Поперечные усилия в узлах пластин |
кН/м |
Изгибающие, крутящие моменты в узлах пластин |
кНм/м |
Реакции опор, сосредоточенные в узлах |
кН, кНм |
Реакции опор, распределенные по линии |
кН/м, кНм/м |
Реакции опор, распределенные по площади |
кН/м2, кНм/м2 |