Лабораторная работа №1. Моделирование напряженно-деформированного состояния плоской рамы (балки)
Задание на лабораторную работу
Выбрать исходные данные согласно заданию, построить схему нагружения рамы (балки).
Рассчитать координаты узлов, задать ограничения степеней свободы узлов и заполнить таблицу узлов.
Заполнить таблицу нагрузок.
Полагать конечными элементами участки балки, в пределах которых не находятся опоры и точки приложения активных сил и моментов, а распределенные нагрузки меняются максимум линейно. Участки, нагруженные распределенной нагрузкой, целесообразно дополнительно разделять на 8÷12 элементов для более точной аппроксимации эпюр изгибающих моментов кусочно-линейными функциями. Составить таблицу элементов.
Заполнить таблицы узлов, элементов и активных внешних нагрузок. Произвести моделирование НДС на ЭВМ.
Заполнить таблицы прогибов и параметров нагрузки на концах элементов. Получить эпюры поперечной силы, изгибающего момента и экстремальных напряжений.
Указать участки, на которых усилия можно рассматривать как опасные. Вывод обосновать.
Сохранить файл с расчетной базой данных для отчета под именем beam<номер студента в потоке>.db.
ОБРАЗЕЦ ОТЧЕТА
1. Исходные данные и расчетная схема:
размеры балки и условия закрепления на опорах, параметры нагрузки:
геометрические характеристики поперечного сечения (двутавр №27):
- площадь поперечного сечения 40,2 см2;
- осевой момент инерции 5010 см4;
- высота двутавра 27 см;
характеристики материала:
- модуль упругости 2·1011 Н/м2
- коэффициент Пуассона 0,3.
2. Таблица узлов:
-
Номер узла
i
Координаты узла
xi yi zi
Ограничения на степени свободы UX, UY, ROTZ
1
0; 0; 0
UX, UY, ROTZ
2
2; 0; 0
UY
3
2.3; 0; 0
─
4
2.6; 0; 0
─
5
2.9; 0; 0
─
6
3.2; 0; 0
─
7
3.5; 0; 0
─
8
3.8; 0; 0
─
9
4.1; 0; 0
─
10
4.4; 0; 0
─
11
4.7; 0; 0
12
5; 0; 0
UY
13
6.2; 0; 0
─
14
8; 0; 0
UY
15
9; 0; 0
─
3. Таблица элементов:
Номер элемента |
Номера узлов I, J |
1 |
1, 2 |
2 |
2, 3 |
3 |
3, 4 |
4 |
4, 5 |
5 |
5, 6 |
6 |
6, 7 |
7 |
7, 8 |
8 |
8, 9 |
9 |
9, 10 |
10 |
10, 11 |
11 |
11, 12 |
12 |
12, 13 |
13 |
13, 14 |
14 |
14, 15 |