вторник, 17 марта 2015 г.

Моделирование стержней переменного сечения на CADiNP

,
  Для моделирования стержней переменного сечения используются модули AQUA, SOFiMSHA или SOFiMSHC. Для описания возможностей интерполяции геометрии сечения воспользуемся прямоугольным сечением, где будет меняться размер одной из сторон. 
  Работа с переменными сечениями возможна в двух режимах: интерполяция через модуль AQUA, или непосредственно через SOFiMSHA.  Начинаем с самого простого к самому сложному.


1. Интерполяция от начала к концу балки в SOFiMSHA

1.1. Линейная интерполяция

  Здесь довольно просто. Запускаем TEDDY и описываем команды для модуля AQUA: материал (например, бетон B20) и сечение для начала и для конца балки:
PROG AQUA
CONC NO 1 TYPE SNIP '20'          $Бетон В20
SREC  NO 1 H 0.3 B 0.3               $Сечение начала балки
                2     0.6    0.3               $Сечения конца балки
END   
  В модуле SOFiMSHA необходимо будет ввести данные о типе системы (в данном случае это 2D балочная решётка (SPAC)), координаты начального и конечного узла, а так же задать балку между этими узлами. Сечение указывается в параметре NCS.  Если поставить номер начального и конечного сечения через точку без пробела (т.е. NCS 1.2), то получится линейная интерполяция одного конечного элемента (рисунок 1 (а)). Для разбиения балки на несколько равных по длине конечных элементов, необходимо добавить параметр DIV с указанием количества сегментов (например, DIV 10) (рисунок 1 (б)).
PROG SOFIMSHA
SYST TYPE SPAC                                        $Назначение типа системы
NODE NO 1 X 0 Y 0                                     $Узел №1, координаты (0;0)
                2    5    0                                     $Узел №2, координаты (5;0)
BEAM NO 1 NA 1 NE 2 NCS 1.2 DIV 10      $Назначение балки с интерполяцией 
END 
 Для того, чтобы разбиение получилось плавным необходимо добавить задачу в модуле AQUA с указанием линейной интерполяции и, при желании, вывода в отчёт интерполированных сечений:
PROG AQUA
ECHO OPT SECT        $Печать сечений
INTE NO 0                  $указание плавной (линейной) интерполяции
END 
Можете скачать и сам пример
Рис.1. Интерполяция сечений балки: а - без разбиения; б - с разбиением


1.2. Свободная интерполяция

  Для каждого из участков балочного элемента можем использовать своё сечение командой BSEC.  В таком случае мы можем указывать любые виды сечений в любой точке балки. Более того, для каждого из участков балочного элемента, при желании, можно указать характер работы (SPEC) с параметрами жёсткости, ориентации, неучёта собственного веса и др.
  С другой стороны есть возможность линейной интерполяции сечений в модуле AQUA. Используя эти возможности мы можем получить совершенно любое описание сечений для стержня.
  Линейная интерполяция задаётся в AQUA параметром INTE: указывается номер нового сечения, два сечения между которыми идёт интерполяция и доля интерполяции (множитель). Например, мы имеем сечение с высотой 0,3 м и сечение 0,6 м. Для получения высоты сечения 0,45 м нам необходимо поставить множитель 0,5.
PROG AQUA
CONC NO 1 TYPE SNIP '20'               $Бетон В20
SREC  NO 1 H 0.3 B 0.3                    $Сечение начала балки
                5     0.6    0.3                    $Сечения конца балки
INTE NO 2 NS0 1 NS1 5 S 0.1           $Интерполированное сечение (h=0.33 м)
              3         1        5     1.5          $Интерполированное сечение (h=0.75 м)
              4         1        5     sin(60)    $Интерполированное сечение (h=0.56 м)
END       
  Теперь есть 5 сечений с разными высотами. Эти данные используем для задачи неравномерного сечений балки в модуле SOFiMSHA:
PROG SOFIMSHA
SYST TYPE SPAC                       $Назначение типа системы
NODE NO 1 X 0 Y 0                    $Узел №1, координаты (0;0)
                2    5    0                     $Узел №2, координаты (5;0)
BEAM NO 1 NA 1 NE 2 NCS 1     $Назначение балки с постоянным сечением №1
BSEC X 1       NCS 2                   $На отметке 1 м от начала изменяется сечение на №2
             1.2            4                  $На отметке 1,2 м от начала изменяется сечение на №4
             2               1      
             3.18          3    
             3.7            5
             4.4            4
END 
Рис. 2: Произвольная интерполяция
  В итоге получаем интерполяцию, как на рисунке 2. такой метод позволяет создать переменное сечение любой формы.



Файл примера можете скачать здесь.

2. Интерполяция балки в SOFiMSHC + геометрическая ось

0 comment to “Моделирование стержней переменного сечения на CADiNP”

Отправить комментарий