Analiza obciążeń belki obustronnie podpartej za pomocą oprogramowania ADINA-AUI 8.9 (900 węzłów)

Transkrypt

1 Politechnika Łódzka Wydział Technologii Materiałowych i Wzornictwa Tekstyliów Katedra Materiałoznawstwa Towaroznawstwa i Metrologii Włókienniczej Analiza obciążeń belki obustronnie podpartej za pomocą oprogramowania ADINA-AUI 8.9 (900 węzłów) Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z zakresu metod elementów skończonych opracował: dr Adam Puszkarz Łódź 2014

2 Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest wykonanie obliczeń dla obustronnie podpartej belki o prostokątnym przekroju poprzecznym a a a Y b c o wymiarach 1) a=0,1m; b=0,02 m; c=0,02 m. 2) a=0,1m; b=0,02 m; c=0,04 m. 3) a=0,1m; b=0,04 m; c=0,02 m. na którą działa: a) siła F=100 N przyłożona punktowo w połowie długości belki F c a a a Y b b) siła F=100 N przyłożona do belki w punkcie a a a F Y b c c) siła F=100 N przyłożona do centralnego odcinka belki F c a a a Y b 2

3 Przypadek 1a Rozwiązanie 1. Uruchomienie programu ADINA AUI 8.9 (900-nodes) Wybrać kolejno: Start Programy ADINA AUI 8.9 (900-nodes), Na pasku narzędzi, z lewej rozwijanej listy wybrać moduł ADINA Structures, prawej rozwijanej listy wybrać moduł Statics, 2. definiowanie nagłówka Na pasku narzędzi wybrać kolejno: Control Heading i wprowadzić treść nagłówka (np. Belka ). 3. definiowanie globalnych stopni swobody Na pasku narzędzi wybrać kolejno: Control Degrees of Freedom i wprowadzić następujące ustawienia: atwierdzić wprowadzone ustawienia, klikając OK. 4. definiowanie geometrii belki Na pasku narzędzi kliknąć na ikonę Define Points i wprowadzić współrzędne punktów do tabeli 3

4 atwierdzić wprowadzone współrzędne punktów, klikając OK, Na pasku narzędzi kliknąć na ikonę Point Labels, w celu wyświetlenia etykiet zdefiniowanych punktów: Na pasku narzędzi kliknąć na ikonę Define Lines, a następnie Add w celu zdefiniowania linii prostych (z rozwijanej listy wybrać typ linii Straight) łączących wcześniej zdefiniowane punkty. Kolejne linie definiujemy oddzielnie wskazując ich punkt początkowy i punkt końcowy. Na poniższym rysunku została przedstawiona definicja linii 1 łączącej punkty 1 i 2. Klikając na przycisk Add należy zdefiniować kolejne 3 linie łączące odpowiednio punkty 2 i 5, 5 i 3 oraz 3 i 4. Po zdefiniowaniu wszystkich 4 linii zatwierdzić, klikając OK. Na pasku narzędzi kliknąć na ikonę Line/Edge Labels w celu wyświetlenia etykiet zdefiniowanych linii: 4

5 5. definiowanie warunków brzegowych Na pasku narzędzi kliknąć na ikonę Apply Fixity, a następnie Define, a następnie Add. W wyświetlonym oknie wpisać nazwę umocowania w punkcie 1 (podparcia belki), np. P1 atwierdzić wpisaną nazwę umocowania klikając OK i zdefiniować stopnie swobody zgodnie z poniższym rysunkiem: atwierdzić zdefiniowane stopnie swobody klikając OK i analogicznie zdefiniować umocowanie w punkcie 4. 5

6 Po zdefiniowaniu obu umocowań belki powrócić do okna Apply Fixity i wypełnić tabelę zgodnie z rysunkiem: atwierdzić wypełnioną tabelę, klikając OK. Na pasku narzędzi kliknąć na ikonę Boundary Plot w celu wyświetlenia etykiet zdefiniowanych warunków brzegowych. 6. definiowanie obciążenia Na pasku narzędzi kliknąć na ikonę Apply Load, wybrać typ obciążenia Force, a następnie kliknąć na Define, a następnie na Add. Do wyświetlonego okna wprowadzić następujące dane: 6

7 atwierdzić wprowadzone dane, klikając OK, W oknie Apply Load zdefiniować obciążenie punktowe przyłożone do punktu 5 (środek belki) zgodnie z rysunkiem: atwierdzić wprowadzone dane, klikając OK. Na pasku narzędzi kliknąć na ikonę Load Plot, w celu wyświetlenia etykiet zdefiniowanego obciążenia. 7. definiowanie materiału Na pasku narzędzi wybrać kolejno Model Materials Elastic Isotropic. W wyświetlonym oknie wprowadzić następujące dane: 7

8 atwierdzić wprowadzone dane, klikając OK. Na pasku narzędzi kliknąć na ikonę Define Element Groups, a następnie Add i w wyświetlonym oknie wprowadzić następujące dane: akładka Basic akładka Advanced atwierdzić wprowadzone dane, klikając OK. 8. definiowanie przekroju poprzecznego belki Na pasku narzędzi kliknąć na ikonę Cross Sections, a następnie Add i w wyświetlonym oknie wprowadzić następujące dane: 8

9 atwierdzić wprowadzone dane, klikając OK. 9. definiowanie gęstości siatki Na pasku narzędzi wybrać kolejno Meshing Mesh Density Complete Model. W wyświetlonym oknie wprowadzić następujące dane: atwierdzić wprowadzone dane, klikając OK. 10. Wygenerowanie elementów skończonych W ćwiczeniu zostaną użyte elementy belkowe dwuwęzłowe Na pasku narzędzi kliknąć na ikonę Mesh Lines i w wyświetlonym oknie wprowadzić następujące dane: zakładka Basic zakładka Nodal Options atwierdzić wprowadzone dane, klikając OK. Na pasku narzędzi kliknąć na ikonę Node Symbols i na ikonę Node Labels w celu wyświetlenia symboli i etykiet zdefiniowanych węzłów. 9

10 11. apis danych wejściowych Na pasku narzędzi kliknąć na ikonę Save i w wyświetlonym oknie wpisać nazwę pliku (np. Belka) 12. Wykonanie obliczeń Na pasku narzędzi kliknąć na ikonę Data File/Solution i w wyświetlonym oknie wpisać nazwę pliku (np. Belka) 13. Wizualizacja wyników Po zakończeniu obliczeń, na pasku narzędzi z lewej rozwijanej listy wybrać moduł ADINA Post Processing. a) Deformacja belki Na pasku narzędzi kliknąć na ikonę Show Original Mesh, następnie na ikonę Show Deformed Mesh, a następnie na ikonę Scale Displacements, w celu wyświetlenia efektu działających obciążeń. 10

11 b) Wykres momentów gnących Na pasku narzędzi wybrać kolejno: Display Element Line Plot Create i w wyświetlonym oknie wprowadzić następujące ustawienia: atwierdzić wprowadzone dane, klikając OK, w celu wyświetlenia wykresu momentów gnących. c) Wykres sił tnących Na pasku narzędzi wybrać kolejno: Display Element Line Plot Create i w wyświetlonym oknie wprowadzić następujące ustawienia: atwierdzić wprowadzone dane, klikając OK, w celu wyświetlenia wykresu sił tnących. 11

12 d) Reakcje w podporach Na pasku narzędzi wybrać kolejno: Display Reaction Plot Create i w wyświetlonym oknie wprowadzić następujące ustawienia: atwierdzić wprowadzone dane, klikając OK, w celu wyświetlenia wykresu reakcji w podporach. Na pasku narzędzi kliknąć na ikonę Node Symbols i na ikonę Node Labels w celu wyświetlenia symboli i etykiet zdefiniowanych węzłów. Na pasku narzędzi wybrać kolejno: List Value List one i w wyświetlonym oknie wprowadzić następujące ustawienia: atwierdzić wprowadzone dane, klikając Apply. 12

13 e) Maksymalny moment zginający Na pasku narzędzi wybrać kolejno: List Extreme Values one i w wyświetlonym oknie wprowadzić następujące ustawienia: atwierdzić wprowadzone dane, klikając Apply. f) Maksymalna siła poprzeczna Na pasku narzędzi wybrać kolejno: List Extreme Values one i w wyświetlonym oknie wprowadzić następujące ustawienia: atwierdzić wprowadzone dane, klikając Apply. 13