Analiza dynamiczna fundamentu blokowego obciążonego wymuszeniem harmonicznym

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Analiza dynamiczna fundamentu blokowego obciążonego wymuszeniem harmonicznym"

Martyna Kubiak
6 lat temu
Przeglądów:

1 Analiza dynamiczna fundamentu blokowego obciążonego wymuszeniem harmonicznym Tomasz Żebro Wersja 1.0,

2 1. Definicja zadania Celem zadania jest rozwiązanie zadania dla bloku fundamentowego na sprężystym podłożu, obciążonego statycznie i dynamicznie. Dane dotyczące geometrii fundamentu, charakterystyki materiałowo-geometrycznych oraz warunków brzegowych podano na poniższym rysunku: A = 3.5m B = 1.0m D= 1.5m C=1.5m E= 2.3m H= 1.0m Moduł Younga: E=30GPa Współczynnik Poissona: ν=0.20 Obciążenie równomierne: q=-1kn/m 2 Amplituda siły wymuszającej F= 0.25kN Współczynniki sprężystości gruntu K Z =40 000kN/m K XY =5 000kN/m Strona 2 z 11

W przypadku sposobu postępowania analogicznego jak w instrukcji Wprowadzenie do użytkownik zostanie odesłany do tej instrukcji.

3 2. Modelowanie w systemie ABAQUS Poniższa instrukcja została opracowana przy założeniu, że użytkownik zapoznał się z instrukcją pt. Wprowadzenie do systemu ABAQUS oraz przykład rozwiązania tarczy. W przypadku sposobu postępowania analogicznego jak w instrukcji Wprowadzenie do użytkownik zostanie odesłany do tej instrukcji. Używane skróty: DK dwukrotne kliknięcie lewym przyciskiem myszy. Dane podstawowe Model Tree/(DK)Parts ustawiamy: przestrzeń 3D, ciało odkształcalne, kształt podstawowy: Solid, typ: Extrusion, przybliżony rozmiar 20. Geometria konstrukcji Wybierając ze szkicownika linie łamaną wprowadzamy kształt fundamentu w rzucie. Zatwierdziwszy kształt fundamentu w rzucie podajemy jego wysokość. Strona 3 z 11

Definicja materiału Menu Tree/Materials zdefiniować

2500 kg/m 3 oraz Mechanical /Elasticity/ Elastic: E=30E9,

Definicja przekroju Definiujemy przekrój: Model

Homogenous Następnie przypisujemy właściwości materiału do

4 Definicja materiału Menu Tree/Materials zdefiniować materiał o właściwościach: General/Density: Mass Density = 2500 kg/m 3 oraz Mechanical /Elasticity/ Elastic: E=30E9, ν=0.20. Definicja przekroju Definiujemy przekrój: Model Tree/(DK)Sections Wybierając Category: Solid, Type: Homogenous Następnie przypisujemy właściwości materiału do poszczególnych części modelu. Model Tree/Parts/Part-1/Section Assignments. Stworzenie instancji Model Tree/Assembly Instances Strona 4 z 11

Definicja kinematycznych warunków brzegowych W Model Tree/Steps/Initial/ Interactions zadajemy podparcie sprężyste Int-1

na [m 2 ] Współczynnik sprężystości dobiera się w zależności od rodzaju gruntu i jego konsystencji.

5 Definicja kinematycznych warunków brzegowych W Model Tree/Steps/Initial/ Interactions zadajemy podparcie sprężyste Int-1 podstawy fundamentu Podajemy współczynnik sprężystości Kz = kN/m, w danych wprowadza się współczynnik Kz w odniesieniu na [m 2 ] Współczynnik sprężystości dobiera się w zależności od rodzaju gruntu i jego konsystencji. Wartości współczynnika wahają się w granicach od kN/m dla gruntów pylastych o konsystencji plastycznej do kN/m dla piasków zagęszczonych. Podobnie definiujemy sprężyste podparcie dla bocznych ścian fundamentu które znajdują się pod powierzchnią terenu. Podajemy współczynnik sprężystości 5 000kN/m 3 W ten sposób zamodelowane jest tarcie pomiędzy podstawą fundamentu z gruntem. Strona 5 z 11

6 Kroki obliczeniowe Tworzymy nowy krok. Definiujemy zadanie Step-1: problem własny dynamiki: wybieramy Procedure type/linear perturbation/frequency Ustalamy liczbę wartości własnych Strona 6 z 11

7 Tworzymy drugi krok Step- 2. Definiujemy zadanie wymuszenie harmoniczne: wybieramy Procedure type/linear perturbation/steady-state dynamics, Modal Ustalamy zakres częstotliwości wymuszających oraz liczbę kroków, zadajemy sklalę liniową. Strona 7 z 11

Następnie wybieramy powierzchnie górną fundamentu i w szkicowniku rysujemy obrys powierzchni na której zadamy obciążenie.

8 Następnie definiujemy obciążnie wymuszające F zadając je na ograniczonej powierzchni. Powierzchnię, na której będzie rozłożone obciążenie wymuszające definiujemy klikając ikonę. Następnie wybieramy powierzchnie górną fundamentu i w szkicowniku rysujemy obrys powierzchni na której zadamy obciążenie. Wartość amplitudy siły wymuszającej powinna zostać rozłożona na zdefiniowaną powierzchnię. Tworzymy trzeci krok Step-3. Definiujemy zadanie obciążenie statyczne z uwzględnieniem ciężaru własnego fundamentu: wybieramy: Procedure type/linear perturbation/static, linear perturbation. Strona 8 z 11

Zadajemy obciążenie typu Gravity podając kierunek i wartość przyspieszenie ziemskiego: -9.81m/s 2.

9 Zadajemy obciążenie statyczne (ciężar urządzenia) typu Pressure na całą górna powierzchnie fundamentu. Zadajemy obciążenie typu Gravity podając kierunek i wartość przyspieszenie ziemskiego: -9.81m/s 2. Generacja siatki Wybieramy Menu Mesh Controls ustawimy kształt elementu i metodę siatkowania. Następnie wybieramy w Menu Mesh/Element Type i odznaczamy opcje zredukowane całkowanie. Strona 9 z 11

Definicja obliczeń Menu Tree/Jobs tworzymy nowe zadanie.

188Hz Dla zadania z wymuszeniem harmonicznym oglądamy kolejne postacie deformacji i

10 Definicja obliczeń Menu Tree/Jobs tworzymy nowe zadanie. Postprocessing Ustawiamy opcje wyświetlania wyników tak aby wskazywały wartości liczbowe i lokalizację ekstremalnych wartości. Dla problemu własnego oglądamy kolejne formy drgań własnych i odczytujemy częstotliwości drgań własnych. Na rysunku pokazano 5 postać drgań własnych dla, której częstotliwość drgań własnych wynosi Hz Dla zadania z wymuszeniem harmonicznym oglądamy kolejne postacie deformacji i odczytujemy maksymalne przemieszczenia. Na rysunku pokazano 5-tą deformację dla obciążenia z częstotliwością f=19.18, a więc bliską 5 częstotliwości drgań własnych, której częstotliwość drgań oraz deformację dla częstotliwości równej 5-tej częstotliwości drgań własnych. Strona 10 z 11

Naprężenia pod podstawą fundamentu są równe

11 Dla zadania z obciążeniem statycznym oglądamy rozkłady poszczególnych naprężeń i przemieszczeń. Naprężenia pod podstawą fundamentu są równe naprężeniu s33 na dolnej płaszczyźnie fundamentu. Strona 11 z 11

Podobne dokumenty

Przykład rozwiązania tarczy w zakresie sprężysto-plastycznym

Przykład rozwiązania tarczy w zakresie sprężysto-plastycznym Piotr Mika Kwiecień, 2012 2012-04-18 1. Przykład rozwiązanie tarczy programem ABAQUS Celem zadania jest przeprowadzenie analizy sprężysto-plastycznej