Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z metody elementów

POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA
KATEDRA MECHANIKI I PODSTAW KONSTRUKCJI MASZYN
Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych
z metody elementów skończonych
w programie ADINA
Obliczenia ramy płaskiej obciążonej siłą skupioną
Wykonał:
dr inż. Konrad Konowalski
mgr inż. Mariusz Leus
Szczecin 2005
Zadanie 1
Przedmiotem rozważań jest rama statycznie obciążona siłą skupioną, jak pokazano na
zamieszczonym rysunku. W zadaniu należy wyznaczyć wykres sił tnących, sił normalnych
i momentów gnących oraz składową pionową i poziomą przemieszczenia punktu 2.
Dane do obliczeń:
a = 1 m, D = 0.04 m, g = 0.005 m, P = 10 000 N, E = 2.1*105 N/mm2, ν = 0.33.
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 „RAMA”
3. Określenie globalnych stopni swobody
♦ Wybrać: Control → Degrees of Freedom…i ustawić parametry jak poniżej:
2
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
4. Określenie geometrii belki
♦ Wcisnąć ikonę Defnie Points
i wprowadzić dane punktów jak poniżej:
Point#
X1
X2
X3
1
0
0
0
2
0
0
1
3
0
1
0
4
0
1
1
5
0
-0.1
0
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
♦ Wcisnąć ikonę Point Labels
♦ Ekran powinien wyglądać następująco:
♦ Wcisnąć ikonę Defnie 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
3
4
3
2
4
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
♦ Wcisnąć ikonę Line/Edge Labels
♦ Ekran powinien wyglądać następująco:
3
5. Określenie warunków brzegowych
♦ Wcisnąć ikonę Apply Fixity
wprowadzić następujące dane:
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
♦ Wcisnąć ikonę Boundary Plot
♦ Ekran powinien wyglądać następująco:
4
6. Przyłożenie obciążenia
♦ Wcisnąć ikonę Apply Loads
,
♦ Wybrać typ obciążenia: Force, a następnie przycisk Define… oraz Add…
i wprowadzić dane jak pokazano poniżej:
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
♦ Po powrocie do okna dialogowego Apply Loads wprowadzić dane:
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
♦ Wcisnąć ikonę Load Plot
♦ Ekran powinien wyglądać następująco:
5
7. Określenie materiału i rodzaju elementów
♦ Wybrać: Model → Materiale → Elastic → Isotropic… i wprowadzić dane:
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
♦ Wcisnąć ikonę Element Groups
i wprowadzić dane:
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
8. Określenie parametrów przekroju poprzecznego ramy
♦ Wcisnąć ikonę Cross Sections
i wprowadzić dane jak pokazano poniżej:
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
6
9. Ustalenie gęstości siatki
♦ Wybrać: Meshing → Mesh Density → Complete Model, w pozycji
“Subdivision Mode” wybrać “Use Length” i wprowadzić dane jak pokazano
poniżej:
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
♦ Ekran powinien wyglądać następująco:
10. Generacja elementów skończonych
W ćwiczeniu zostaną użyte elementy belkowe dwu węzłowe
♦ Wcisnąć ikonę Mesh Lines
i wprowadzić dane jak pokazano poniżej:
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
7
♦ Wcisnąć ikonę Node Symbols
♦ Wcisnąć ikonę Node Labels
♦ Ekran powinien wyglądać następująco:
11. Zapisanie plik i uruchomienie obliczeń
♦ Zapisanie pliku → wcisnąć ikonę Save
i nazwać plik: RAMA_1
♦ Uruchomienie obliczeń → wcisnąć ikonę Data File/Solution
plik: RAMA_1
i nazwać
12. Prezentacja wyników
♦ Po wykonaniu obliczeń przejść do modułu ADINA-PLOT
♦ Otworzyć plik RAMA_1.por
Prezentacja graficzna wyników
Deformacja ramy
♦ Wcisnąć ikony: Show Deformed Mesh
, Show Original Mesh
, Scale
Displacements
♦ Ekran powinien wyglądać następująco:
8
Wykres sił tnących
♦ Wybrać: Display → Element Line Plot → Create… i wprowadzić dane:
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
♦ Ekran powinien wyglądać następująco:
Wykres sił normalnych
♦ Wybrać: Display → Element Line Plot → Create… i wprowadzić dane:
9
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
♦ Ekran powinien wyglądać następująco:
Wykres momentów gnących
♦ Wybrać: Display → Element Line Plot → Create… i wprowadzić dane:
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
♦ Ekran powinien wyglądać następująco:
10
Określenie wartości liczbowych
♦ Wcisnąć ikonę: Node Symbols
♦ Wcisnąć ikonę: Node Labels
♦ Ekran powinien wyglądać następująco:
Przemieszczenie punktu 2 w osi Z i Y
♦ W celu określenia przemieszczenie punktu 2 w osi Z i Y należy najpierw
zdefiniować ten punkt
♦ Wybrać: Definitions → Model Point → Node… i wprowadzić dane:
♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno
♦ Wybrać: List → Value List → Model Point… i wprowadzić dane
(przemieszczenie w osi Z):
11
♦ Wcisnąć Apply by zatwierdzić
♦ Wybrać: List → Value List → Model Point… i wprowadzić dane
(przemieszczenie w osi Y):
♦ Wcisnąć Apply by zatwierdzić
12