Kratownica

POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA
KATEDRA MECHANIKI I PODSTAW KONSTRUKCJI MASZYN
Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych
z metody elementów skończonych
w programie ADINA
Obliczenia kratownicy płaskiej
Wykonał:
dr inż. Konrad Konowalski
mgr inż. Mariusz Leus
Szczecin 2005
Zadanie 1
Przedmiotem obliczeń jest kratownica płaska obciążona trzema siła skupionymi jak
pokazano na zamieszczonym poniżej rysunku. W zadaniu należy wyznaczyć reakcje podpór,
wykres sił normalnych i ich wartości oraz przemieszczenie punku 3 w osi Z.
Dane do obliczeń:
a = 1 m, A = 10 cm2, E = 2.1*105 N/mm2, ν = 0.33, P1 = 2000 N, P2 = 4000 N, P3 = 6000 N.
KOLEJNE ETAPY ROZWIĄZYWANIA ZADANIA
1. Uruchomienie programu ADINA AUI
♦ Wybrać: Start → Programy → ADINA System 8.2 → ADINA AUI
♦ Z listy rozwijanej wybrać moduł ADINA
2. Określenie nagłówka
♦ Wybrać: Control → Heading… i wprowadzić nagłówek „KRATOWNICA”
3. Określenie globalnych stopni swobody
♦ Wybrać: Control → Degrees of Freedom…i ustawić parametry jak poniżej:
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
2
4. Określenie geometrii kratownicy
♦ Wcisnąć ikonę Define Points
i wprowadzić dane punktów jak poniżej:
Point#
X1
X2
X3
1
2
3
4
5
6
7
8
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
2
3
4
1
2
3
0
0
0
0
0
1
1
1
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
♦ Wcisnąć ikonę Point Labels
♦ Ekran powinien wyglądać następująco:
♦ Wcisnąć ikonę Define Lines , a następnie utworzyć linie (typ linii: Straight)
(aby dodać linię wcisnąć Add…, wprowadzić punkty, a następnie wcisnąć Save
– operacje powtórzyć po każdej zdefiniowanej linii)
Line# Point 1 Point 2
1
1
2
2
2
3
3
3
4
4
4
5
5
6
7
6
7
8
7
2
6
8
3
7
9
4
8
10
1
6
11
2
7
3
12
7
4
13
8
5
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
♦ Wcisnąć ikonę Line/Edge Labels
♦ Ekran powinien wyglądać następująco:
5. Określenie warunków brzegowych
♦ Wcisnąć ikonę Apply Fixity
następnie przycisk Define…
♦ Dodać nowy rodzaj zanocowania o nazwie P5 (wcisnąć przycisk Add…,
wprowadzić nazwę „P5”, a następnie wcisnąć OK w celu dodania
zamocowania), wprowadzić dane jak pokazano poniżej:
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
4
♦ Po powrocie do okna Apply Fixity wprowadzić następujące dane:
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
♦ Wcisnąć ikonę Boundary Plot
♦ Ekran powinien wyglądać następująco:
6. Przyłożenie obciążenia
♦ Wcisnąć ikonę Apply Loads
♦ Wybrać typ obciążenia: Force, a następnie przycisk Define… oraz Add…
by dodać pierwsze obciążenie i wprowadzić dane jak pokazano poniżej:
♦ Wcisnąć Save by zatwierdzić, a następnie Add… by dodać drugie obciążenie
i wprowadzić dane jak pokazano poniżej:
5
♦
Wcisnąć Save by zatwierdzić, a następnie Add… by dodać trzecie obciążenie
i wprowadzić dane jak pokazano poniżej:
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
♦ Po powrocie do okna dialogowego Apply Loads wprowadzić dane:
♦ Wcisnąć Apply by zatwierdzić
♦ Wcisnąć Apply by zatwierdzić
6
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
♦ Wcisnąć ikonę Load Plot
♦ Ekran powinien wyglądać następująco:
7. Określenie materiału i rodzaju elementów
♦ Wybrać: Model → Materiale → Elastic → Isotropic… i wprowadzić dane:
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
7
♦ Wcisnąć ikonę Element Groups
i wprowadzić dane:
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
8. Określenie przekroju i materiału prętów
♦ Wybrać: Model → Geometry Attributes → Simple Geometry → Truss…
i wprowadzić dane:
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
9. Generacja elementów skończonych
W ćwiczeniu zostaną użyte elementy prętowe dwu węzłowe
♦ Wcisnąć ikonę Mesh Lines
i wprowadzić dane jak pokazano poniżej:
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
8
♦ Wcisnąć ikonę Node Symbols
♦ Wcisnąć ikonę Node Labels
♦ Ekran powinien wyglądać następująco:
10. Zapisanie plik i uruchomienie obliczeń
♦ Zapisanie pliku → wcisnąć ikonę Save
i nazwać plik: KRATOWNICA_1
♦ Uruchomienie obliczeń → wcisnąć ikonę Data File/Solution
plik: KRATOWNICA_1
i nazwać
11. Prezentacja wyników
♦ Po wykonaniu obliczeń przejść do modułu ADINA-PLOT
♦ Otworzyć plik KRATOWNICA_1.por
Prezentacja graficzna wyników
Deformacja kratownicy
♦ Wcisnąć ikony: Show Deformed Mesh
, Show Original Mesh
, Scale
Displacements
9
♦ Ekran powinien wyglądać następująco:
Reakcje w podporach
♦ Wybrać: Display → Reaction Plot → Create… i wprowadzić dane:
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
♦ Ekran powinien wyglądać następująco:
10
Wykres sił normalnych
♦ Wybrać: Display → Element Line Plot → Create… i wprowadzić dane:
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
♦ Ekran powinien wyglądać następująco:
Określenie wartości liczbowych
♦ Wcisnąć ikonę Node Symbols
♦ Wcisnąć ikonę Node Labels
♦ Ekran powinien wyglądać następująco:
11
Reakcje w podporach
♦ Wybrać: List → Value List→ Zone… i wprowadzić dane:
♦ Wcisnąć Apply by zatwierdzić
Wartości sił normalnych w prętach
♦ Wybrać: List → Value List → Zone… i wprowadzić dane:
♦ Wcisnąć Apply by zatwierdzić
Przemieszczenie punktu 3 w osi Z
♦ W celu określenia przemieszczenie punktu 3 w osi Z należy najpierw
zdefiniować ten punkt
♦ Wybrać: Definitions → Model Point → Node… i wprowadzić dane:
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
12
♦ Wybrać: List → Value List → Model Point… i wprowadzić dane:
♦ Wcisnąć Apply by zatwierdzić
Zadanie 2
Przedmiotem obliczeń jest płaska kratownica obciążona siłą skupioną jak pokazano
na zamieszczonym poniżej rysunku. W zadaniu należy wyznaczyć reakcje podpór, wykres sił
normalnych i ich wartości oraz przemieszczenie punku 3 w osi Z.
Dane do obliczeń:
a = 1 m, A = 6 cm2, E = 2.1*105 N/mm2, ν = 0.33, P = 2000 N
ETAPY ROZWIĄZYWANIA ZADANIA – tak jak w zadaniu pierwszym
13