Politechnika szczecińska katedra mechaniki I podstaw konstrukcji maszyn



Pobieranie 70.56 Kb.
Data08.05.2016
Rozmiar70.56 Kb.

POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA

KATEDRA MECHANIKI I PODSTAW KONSTRUKCJI MASZYN



Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

z metody elementów skończonych
w programie ADINA

Obliczenia statycznie obciążonej belki

Wykonał:


dr inż. Konrad Konowalski

mgr inż. Mariusz Leus


Szczecin 2005

Zadanie 1
Przedmiotem obliczeń jest belka obciążona siłą skupioną P, obciążeniem ciągłym q
i momentem gnącym M, jak pokazano na zamieszczonym poniżej rysunku. Wszystkie składowe obciążenia narastają w sposób statyczny od wartości zerowych do wartości maksymalnych w jednym kroku czasowym. Celem obliczeń jest wyznaczenie reakcji podpór, wykresów sił tnących i momentów gnących, przemieszczenia przekroju w punkcie 2 w osi Z oraz kąta obrotu przekroju poprzecznego w punkcie 1. Dodatkowo należy wyznaczyć maksymalny moment zginający i maksymalną siłę tnącą.



Dane do obliczeń:

a = 1 m, b = 0.05 m, P = 100 N, q = 100 N/m, M = 100 Nm, 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: ControlHeading i wprowadzić nagłówek „BELKA”



3. Określenie globalnych stopni swobody



  • Wybrać: ControlDegrees of Freedomi ustawić parametry jak poniżej:




4. Określenie geometrii belki


  • Wcisnąć ikonę Define Points i wprowadzić współrzędne punktów jak poniżej:

    Point#

    X1

    X2

    X3

    1

    0

    0

    0

    2

    0

    1

    0

    3

    0

    2

    0

    4

    0

    3

    0

    5

    0

    0

    0.1

  • 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

  • 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 dwa nowe rodzaje zanocowania o nazwie P1 i P4 - wcisnąć przycisk Add…wprowadzić nazwę P1 i wcisnąć OK w celu dodania pierwszego zamocowania i wprowadzić dane jak pokazano poniżej:



  • Wcisnąć Save by zatwierdzić, a następnie Add… wprowadzić nazwę P2
    i wcisnąć OK w celu dodania drugiego zamocowania i wprowadzić dane jak pokazano poniżej:




  • Wcisnąć Ok by zatwierdzić i zamknąć okno






  • 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
    i wprowadzić dane jak pokazano poniżej:



  • Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno









  • Wybrać typ obciążenia: Line, 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 Apply by zatwierdzić




  • Wybrać typ obciążenia: Moment, 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:



7. Określenie materiału i rodzaju elementów.


  • Wybrać: Model → MaterialsElasticIsotropici 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 belki


  • Wcisnąć ikonę Cross Sections i wprowadzić dane jak pokazano poniżej:



  • Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno


9. Ustalenie gęstości siatki


  • Wybrać: Meshing Mesh DensityComplete 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




  • Wcisnąć ikonę Node Symbols

  • Wcisnąć ikonę Node Labels




  • Ekran powinien wyglądać następująco:


11. Zapisanie pliku i uruchomienie obliczeń


  • Zapisanie pliku wcisnąć ikonę Save i nazwać plik: BELKA_1

  • Uruchomienie obliczeń wcisnąć ikonę Data File/Solution i nazwać plik: BELKA_1



12. Prezentacja wyników





  • Otworzyć plik BELKA_1.por



Prezentacja graficzna wyników
Deformacja belki

  • Wcisnąć ikony Show Deformed Mesh , Show Original Mesh , Scale Displacements




  • Ekran powinien wyglądać następująco:



Wykres sił tnących


  • Wybrać: Display → Element Line Plot → Createi wprowadzić dane:



  • Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno




  • Ekran powinien wyglądać następująco:


Wykres momentów gnących


  • Wybrać: Display → Element Line Pot → Create… i wprowadzić dane:



  • Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno




  • Ekran powinien wyglądać następująco:



Reakcje w podporach


  • Wybrać: Display → Reaction Plot → Createi 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:


Reakcje w podporach


  • Wybrać: List → Value List → Zonei wprowadzić dane:



  • Wcisnąć Apply by zatwierdzić



Kąt obrotu przekroju 1


  • W celu określenia kąta obrotu przekroju 1 należy najpierw zdefiniować ten przekrój

  • Wybrać: Definitions → Model Point → Nodei wprowadzić dane:



  • Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno




  • Wybrać: List → Value List → Model Point… i wprowadzić dane:



  • Wcisnąć Apply by zatwierdzić


Przemieszczenie przekroju 2 w osi Z


  • W celu określenia przemieszczenie przekroju 2 w osi Z należy najpierw zdefiniować ten przekrój

  • Wybrać: Definitions → Model Point → Node… i wprowadzić dane:



  • Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno




  • Wybrać: List → Value List → Model Point… i wprowadzić dane:



  • Wcisnąć Apply by zatwierdzić



Maksymalny moment zginający


  • Wybrać: List → Value Extreme → Zone… i wprowadzić dane:



  • Wcisnąć Apply by zatwierdzić



Maksymalna siła poprzeczna


  • Wybrać: List→Value Extreme→Zone… i wprowadzić dane:



  • Wcisnąć Apply by zatwierdzić

Zadanie 2
Zmniejszyć liczbę elementów i porównać wyniki z wynikami z zadania 1

KOLEJNE ETAPY ROZWIĄZYWANIA ZADANIA


1. Przejście do modułu ADINA


  • Z listy rozwijanej wybrać moduł ADINA




  • Otworzyć plik BELKA_1.idb


2. Usunięcie siatki elementów skończonych


  • Wcisnąć ikonę Delete Mesh i wprowadzić dane jak pokazano poniżej:



  • Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno


3. Ustalenie nowej 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


4. Generacja elementów skończonych


  • Wcisnąć ikonę Mesh Lines i wprowadzić dane jak pokazano poniżej:



  • Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno



5. Zapisanie pliku i uruchomienie obliczeń


  • Zapisanie pliku wcisnąć ikonę Save i nazwać plik: BELKA_2

  • Uruchomienie obliczeń wcisnąć ikonę Data File/Solution i nazwać plik: BELKA_2


6. Prezentacja wyników


  • Po wykonaniu obliczeń przejść do modułu ADINA-PLOT




  • Otworzyć plik BELKA_2.por




  • Przeprowadzić analizę wyników tak jak w zadaniu 1 w punkcie 12, wyniki porównawcze zestawić w tabeli:




Podział:

0.1

0.2

Maksymalny moment gnący







Maksymalna siła poprzeczna







Przemieszczenie przekroju 2 w osi Z







Kąt obrotu przekroju 1









Zadanie 3
Wykonać zadanie 1 w 20 krokach czasowych ( pokazać symulacje ugięcia belki)
KOLEJNE ETAPY ROZWIĄZYWANIA ZADANIA
1. Przejść do modułu ADINA


  • Z listy rozwijanej wybrać moduł ADINA




  • Otworzyć plik BELKA_1.idb


2. Określenie funkcji czasowych i ilości kroków


  • Wybrać: Control → Time Function… i ustawić parametry jak poniżej:



  • Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno




  • Wybrać: Control → Time Step… i ustawić parametry jak poniżej:



  • Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno


3. Zapisanie pliku i uruchomienie obliczeń


  • Zapisanie pliku wcisnąć ikonę Save i nazwać plik: BELKA_3

  • Uruchomienie obliczeń wcisnąć ikonę Data File/Solution i nazwać plik: BELKA_3


4. Prezentacja wyników


  • Po wykonaniu obliczeń przejść do modułu ADINA-PLOT




  • Otworzyć plik BELKA_3.por


Symulacja ugięcia belki

  • Wcisnąć ikony Scale Displacements , Movie Load Step , Animate






©absta.pl 2016
wyślij wiadomość

    Strona główna