Метод скінчених елементів і автоматизовані
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРІЇНИ
КІРОВОГРАДСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра будівельних, дорожніх машин і будівництва
Метод скінчених елементів і автоматизовані
системи розрахунків на міцність”
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до вивчення теми "Створення розрахункової схеми для проведення розрахунків в ПК SCAD (ферма)"Кіровоград 2012 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
КІРОВОГРАДСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра будівельних, дорожніх машин і будівництва
Метод скінчених елементів і автоматизовані
системи розрахунків на міцність”
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до вивчення теми "Створення розрахункової схеми для проведення розрахунків в ПК SCAD (ферма)"
для магістрів напряму підготовки 8.06010101
“Промислове і цивільне будівництво”
Затверджено
на засіданні кафедри будівельних, дорожніх машин і будівництва.
Протокол № 11 від 23.09.2012 р.
Кіровоград 2012
/ Укл.: Г.Д. Портнов, А.А. Тихий – Кіровоград: КНТУ, 2012. – 42 с. Рецензент: Яцун В.В. ‑ к.т.н, доц. каф. "Будівельних, дорожніх машин і будівництва" …Вступ
Метод скінчених елементів (МСЕ) - основний метод сучасної будівельної механіки.
Метод кінцевих елементів заснований на уявному представленні суцільного тіла у вигляді сукупності окремих скінчених елементів, що взаємодіють між собою в кінцевому числі точок. Система розбивається на прості скінчені елементи напружено-деформований стан яких досліджується заздалегідь.
Широке застосування МСЕ в інженерній практиці сприяло включенню його до навчальних програм Вузів. МСЕ надає способи побудови математичної моделі явища, яке досліджується, виходячи з його фізичної суті. Враховуючи ці особливості методу можна вважати доцільним вивчати його як окрему дисципліну.
Мета даної роботи полягає у викладенні основних положень МСЕ у легко доступній формі, орієнтованій на початкове знайомство з методом. Подання МСЕ виконується таким чином, що величини і поняття, йому притаманні, не вводяться заздалегідь, а витікають із суті задачі будівельної механіки. На сьогодні коло проблем, які можна розв’язувати за допомогою МСЕ практично необмежене. Ми ж обмежимось розглядом задач про лінійне деформування пружних конструкцій від дії статичних навантажень.
В даний час однією з доступних для застосування в учбовому процесі КНТУ при рішенні задач будівельної механіки є демонстраційна версія ПОК Structure construction automatic design (SCAD), що розробляється на Україні в м. Київ групою фахівців (SCAD Group).
Обчислювальний комплекс складається з декількох програм. Його основою є програма SCAD.
Програма SCAD проста для використання в учбовому процесі, як при вивченні будівельної механіки, так і при подальшому продовженні навчання, пов'язаному з розрахунком металевих і залізобетонних конструкцій.
Основи практичної роботи з проектно-обчислювальним комплексом SCAD вивчаються в рамках теми "Створення розрахункової схеми для проведення розрахунків в ПК SCAD (ферма)" курсу «Метод скінчених елементів і автоматизовані системи розрахунків на міцність».
В процесі навчання студенти самостійно виконують розрахункові роботи.
Для розуміння закономірностей розподілу зусиль в заданих стрижньових системах розрахунки виконуються уручну з використанням відповідних раціональних прийомів застосування рівнянь рівноваги.
Для поступового засвоєння програмного комплексу SCAD доцільно рішення цих же задач виконати не тільки уручну, але і на ПК.
Запропоновані задачі за кількістю елементів можуть бути виконані в демо-версії програми SCAD, яку можна отримати за адресою
http://www.scadsoft.com/download.php.
Першим кроком до розрахунку конструкції є утворення розрахункової схеми. У даних методичних вказівках представлено порядок утворення розрахункової схеми в обчислювальному комплексі SCAD.
При створенні вказівок використані матеріали /1-4/
Оцінка трудоємності вивченя теми за вимогами кредитно-модульною системою навчання
Тема «Метод скінчених елементів» згідно з робочою навчальною програмою КНТУ з дисципліни «Метод скінчених елементів і автоматизовані системи… Вивчення теми передбачає: Засвоєння практичних навичок розрахунку за допомогою програмного комплексу. За результатами розрахунку виконується…Етапи розрахунку
1. Запуск програми SCAD і підготовка до створення розрахункової схеми 2. Створення розрахункової схеми стержневої системи для МКЕ (на прикладі… 3. Друк і збереження розрахункової схемиЗапуск програми SCAD і підготовка до створення розрахункової схеми
На екран виводиться діалогове вікно Введіть поле "Наименование". Введіть поле "Организация". Введіть поле…Створення розрахункової схеми
1) використанням типових схем; 2) послідовним введенням спочатку вузлів елементів розрахункової схеми, а… 3) комбінацією обох методів.Друк і збереження розрахункової схеми
2. Найпростішим і швидшим для виконання являється друк розрахункової схеми відразу з екрану. Для цього в меню вікна з розрахунковою схемою необхідно… 3. Для отримання друку тільки розрахунковою схеми (без спеціального формату… 4. Для відкладеного за часом друку можна зберегти вид сформованої для МКЕ розрахункової схеми у файлі. Необхідно вийти…Робота з деревом проекту
Розгорніть дерево "Розрахункова схема" і "Спеціальні початкові дані" клацнувши по символу . Ви побачите наступні значки: -данні відкриті, вже введені або можна змінити. - данні, які можна уточнити, додати, змінити.Призначення жорсткостей елементів
Якщо ставиться завдання визначення зусиль тільки у визначеній стержневій системі, що розглядається статично, то з урахуванням того, що жорсткості не… При рішенні задачі про визначення переміщень в статично визначних стержневих… 1. Натисніть закладку "Назначения" -> "Назначение жесткостей стержней"Завантаження розрахункової схеми МКЕ
2. Натисніть кнопку "Собственный вес" . З’явиться діалогове вікно "Собственный вес". Задайте коефіцієнт включення власної ваги 1,05.Виконання лінійного розрахунку і аналіз результатів
У цьому діалоговому вікні можна міняти деякі параметри розрахунку. Для нашого…Представлення отриманих результатів у вигляді епюр зусиль в стержнях ферми. Їх збереження і друк
Таблиця зусиль в стержнях ферми
В розділі "Результаты" дерева проекта є підрозділ "Печать таблиц".
Якщо увійти до цього підрозділу, то відкриється вікно "Оформлення результатів розрахунку".
Для друку таблиці подовжніх зусиль в стержнях ферми по кожному із завантажений відмітимо відповідне вікно "Зусилля і напруга" і натиснемо кнопку "Параметри виводу".
Відкриється додаткове вікно "Склад вихідних таблиць".
Послідовно заходимо в розділи цього вікна і виконуємо ряд операцій:
"Список елементов". Відмічаємо: "Усі елементи" і "ОК";
"Список загружений". Відмічаємо "Усе завантаження" і "ОК";
"Параметры оформления". Тут для зменшення числа значущих цифр в таблиці рекомендується в графі "Точність друку зусиль" поставити цифру 3. Крім того, необхідно обрати положення таблиці на сторінці і розмір шрифту (див. приведений вид вікна "Параметры вивода"). При завершенні роботи у вікні натиснути "ОК".
· "Виходные единицы измерения". На початку розрахунку були задані вхідні одиниці виміру сил. При друці результатів необхідно переконатися в тому, що і отримані зусилля в стержнях вийдуть в цих же одиницях. При необхідності можна змінити розмірність. Завершується робота з вікном "Склад вихідних таблиць" натисненням кнопки "ОК".
Після цього послідовно натискаємо кнопки "Формування документу" і "Перегляд результатів".
З’являється вікно с таблицею зусиль від завантажень L1 и L2.
Ця таблиця може бути роздрукована відразу, або скопійована в звіт (у документ з розширенням doc). Результати розрахунку в програмі SCAD зберігаються в теці робочих файлів SWORK.
Документування результатів розрахунку
Обмеження демо-версії програми не дозволяють отримати результати розрахунку зусиль від комбінації завантажений C1 в розділі "Печать… Виконаємо наступне: З "Дерева проекта"Результати розрахунку
Виконав:
Перевірив:
Затвердив:
Рисунок 1. Геометрична схема