Лира. Версия 9. Руководство пользователя


Предварительно напряженная вантовая ферма Пример


В этом примере приведен расчет вантовой конструкции, работающей под нагрузкой как  геометрически нелинейная. Цели примера следующие:

  • познакомить с конечными элементами для расчета в геометрически нелинейной постановке;

·         показать технику задания жесткостных характеристик гибких нитей;

·         показать технику моделирования загружений геометрически нелинейной конструкции.

Рассчитывается вантовая предварительно напряженная ферма. Верхний и нижний пояса фермы выполнены из гибких стальных нитей d = 19мм (рис. 1.12). Жесткие стойки фермы выполнены из швеллера 10П. Натяжение фермы создается форкопфом. Его натяжной болт имеет диаметр d1

= 19 мм

Нагрузки:

·         загружение 1 – собственный вес;

·         загружение 2 - натяжение форкопфом;

·         загружение 3 – сосредоточенные вертикальные силы в верхних узлах фермы

P1= 4т, P2= 2т

 

 

 

 


Подпись: 1,0 м
                                                 

 

 

 


Рис. 1.12. Вантовая ферма

 


Этапы и операции

Команда и ее инстру-мент

Ваши действия

Рекомендации и комментарии

7.1.Создание новой задачи

*

п.1.1

(1.18)

В диалоговом окне «Признак схемы» задайте имя задачи: «Пример7» и признак схемы: «2».

 

7.2.Задание геометрии

7.2.1.Генерация рамы

*

п.1.70

В диалоговом окне «Создание плоских фрагментов и сетей» активизируйте закладку «Генерация рамы», затем задайте шаг КЭ и количество шагов вдоль горизонтальной и вертикальной осей.

Шаг вдоль первой оси:

L(м) – 3.00  6.00  3.00

N      –  1       1        1.

Шаг вдоль второй оси:

L(м) – 1.00

N      –  2.

После этого щелкните по кнопке Применить.

 

7.2.2.Вывод на экран номеров узлов

 

п.1.137,

1.137.2,

1.137.2.1

В диалоговом окне «Показать» активизируйте закладку «Узлы». После этого выберите команду Номера узлов и щелкните по кнопке Применить.

 

7.2.3.Выделение узлов № 1, 4, 6, 7, 9, 12


п.1.63,

1.63.1

В диалоговом окне «ПолиФильтр» активизируйте закладку «Фильтр для узлов». После этого активизируйте строку «По номерам узлов» и в активизировавшемся поле введите через пробелы номера узлов и щелкните по кнопке Применить.

 

7.2.4.Удаление выделенных узлов


п.1.77

 

С помощью этой операции удаляются излишние узлы и примыкающие к ним элементы.

7.2.5.Добавление стержневых элементов


п.1.86,

1.86.1

В диалоговом окне «Добавить элемент» активизируйте закладку «Добавить стержень» и поочередно добавьте стержни между узлами 2 – 5, 5 – 10,

2 – 10, 2 – 3, 3 – 11, 3 – 8, 8 – 11.

 

7.2.6.Выделение вертикальных элементов


п.1.52

Выделите вертикальные элементы.

 

7.2.7.Задание шарниров выделенным элементам


п.1.104

В диалоговом окне «Шарниры» укажите направления, по которым разрешены перемещения узлов:

-1-й узел – UY, 2-й узел – UY

и щелкните по кнопке Применить.

 

7.2.8.Выделение узла № 8


п.1.48

 

 

7.2.9.Копирование выделенного узла


п.1.80,

1.80.1

В диалоговом окне «Копирование объектов» активизируйте закладку «Копирование по параметрам» и введите следующие параметры:

dx = 0.1 м, N = 1.

 

7.2.10.Добавление стержневого элемента между узлами № 8 и 13


п.1.86,

1.86.1

В диалоговом окне «Добавить элемент» активизируйте закладку «Добавить стержень» и добавьте стержень между узлами 8 – 13.

Этот элемент будет моделировать форкопф.

7.3.Упаковка схемы


п.1.78

В диалоговом окне «Упаковка схемы» щелкните по кнопке Упаковать.

 

7.4.Задание граничных условий

7.4.1.

Выделите узлы № 3 и 7.

7.4.2.Назначение граничных условий в выделенных узлах


п.1.102

В диалоговом окне «Связи в узлах» активизируйте закладку «Назначить связи» и отметьте направления, по которым запрещены перемещения узлов (X, Z) и щелкните по кнопке Применить.

 

7.4.3.

Выделите узел № 4.

7.4.5.Назначение граничных условий в выделенном узле

 

В диалоговом окне «Связи в узлах» отметьте направления, по которым запрещены перемещение узла (Z).

 

7.5.Смена типа конечных элементов

7.5.1.Выделение горизонтального элемента длиной

0.1 м


п.1.53

 

 

7.5.2.Смена типа конечного элемента


п.1.91

В диалоговом окне «Смена типа конечных элементов» выделите в списке типов конечных элементов строку «Тип 308…».

 

7.5.3.Выделение горизонтальных элементов верхнего и нижнего поясов, а также наклонных элементов


п.1.51

 

 

7.5.4.Смена типа конечных элементов

 

В диалоговом окне «Смена типа конечных элементов» выделите в списке типов конечных элементов строку «Тип 310…».

 

7.6.Задание жесткостных параметров элементов фермы

7.6.1.Формирование типов жесткости


п.1.107

В диалоговом окне «Жесткости элементов» сформируйте список типов жесткости.

 

7.6.1.1.Выбор типа сечения «Круг»

 

Щелкните по кнопке Добавить

и, выбрав закладку «База типовых сечений» (с изображением двутавра), активизируйте сечение «Круг».

 

7.6.1.2.Задание параметров сечения «Круг»

 

В диалоговом окне «Стальное сечение» задайте параметры сечения:

-Сортамент – Сталь горячекатанная круглая;

-Профиль – 19.

 

7.6.1.3.Выбор типа сечения «Швеллер»

 

В диалоговом окне «Жесткости элементов» выберите сечение «Швеллер».

 

7.6.1.4.Задание параметров сечения «Швеллер»

 

В диалоговом окне «Стальное сечение» задайте параметры сечения:

-Сортамент – Швеллер с параллельными гранями полок;

-Профиль – 10П.

 

7.6.1.5.Выбор типа сечения «КЭ 310 (нить)»

 

В диалоговом окне «Жесткости элементов» выберите закладку численного описания жесткости и активизируйте сечение «КЭ 310 (нить)».

 

7.6.1.6.Задание параметров сечения «КЭ 310 (нить)»

 

В диалоговом окне «Численное описание КЭ 310 (нить)» с помощью радио-кнопки выберите способ задания сечения – Круглое и после этого задайте параметры сечения:

-E = 2.1е7 т/м2;

-D = 1.9 см;

-d = 0 см;

-Ro = 7.85 т/м2.

 

7.6.2.Назначение жесткостей элементам рамы

7.6.2.1.Назначение текущего типа жесткости

«1.Круг 19»

 

В диалоговом окне «Жесткости элементов» выделите нужную жесткость в окне списка и щелкните по кнопке Установить как текущий тип.

Установить тип жесткости текущим можно также двойным щелчком левой клавишей мыши по соответствующей жесткости.

7.6.2.2.

Выделите элемент форкопфа.

7.6.2.3.Назначение выделенному элементу текущего типа жесткости

 

В диалоговом окне «Жесткости элементов» щелкните по кнопке Назначить.

 

7.6.2.4.Назначение текущего типа жесткости «2.Швеллер 10П»

 

 

 

7.6.2.5.

Выделите вертикальные элементы.

7.6.2.6.

Назначьте выделенным элементам текущий тип жесткости.

7.6.2.7.

Назначьте текущим тип жесткости «3.КЭ 310 (нить)».

7.6.2.8.

Выделите наклонные, а также горизонтальные элементы верхнего и нижнего поясов.

7.6.2.9.

Назначьте выделенным элементам текущий тип жесткости.

7.7.Задание нагрузок

7.7.1.Задание нагрузки на элементы от собственного веса

п.1.113

Выполните команды Нагрузки ? Добавить собственный вес.

Элементы автоматически загружаются нагрузкой собственного веса.

7.7.2.

Выделите элемент форкопфа.

7.7.3.Удаление нагрузки с выделенного элемента


п.1.117

 

Собственный вес форкопфам не задается.

7.7.4.Смена номера текущего загружения


п.1.111

В диалоговом окне «Активное загружение» задайте номер загружения 2.

 

7.7.5.

Выделите элемент форкопфа.

7.7.6.Задание нагрузки растяжения


п.1.115

В диалоговом окне «Задание нагрузок» активизируйте закладку «Нагрузки на стержни». Щелчком по кнопке нагрузки на спецэлемент вызовите диалоговое окно «Параметры местной нагрузки». В этом окне введите интенсивность P = 60 т и подтвердите ввод. После этого в диалоговом окне «Задание нагрузок» щелкните по кнопке Применить.

 

7.7.7.Смена номера текущего загружения


п.1.111

В диалоговом окне «Активное загружение» задайте номер загружения 3.

 

7.7.8.

Выделите узел № 5.

7.7.9.Задание нагрузки P1

 

В диалоговом окне «Задание нагрузок» активизируйте закладку «Нагрузки в узлах». Затем радио-кнопками укажите систему координат «Глобальная», направление – вдоль оси «Z». Щелчком по кнопке сосредоточенной силы вызовите диалоговое окно «Параметры нагрузки». В этом окне введите значение P = 4 тс и подтвердите ввод. После этого в диалоговом окне «Задание нагрузок» щелкните по кнопке Применить.

 

7.7.10.

Выделите узел № 6.

7.7.11.Задание нагрузки P2

 

В диалоговом окне «Задание нагрузок» щелчком по кнопке сосредоточенной силы вызовите диалоговое окно «Параметры нагрузки». В этом окне введите значение P = 2 тс и подтвердите ввод. После этого в диалоговом окне «Задание нагрузок» щелкните по кнопке Применить.

 

<


- Начало -  - Назад -  - Вперед -