POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA KATEDRA MECHANIKI I PODSTAW KONSTRUKCJI MASZYN Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z metody elementów skończonych w programie ADINA Obliczenia kratownicy płaskiej Wykonał: dr inż. Konrad Konowalski mgr inż. Mariusz Leus Szczecin 2005
Zadanie 1 Przedmiotem obliczeń jest kratownica płaska obciążona trzema siła skupionymi jak pokazano na zamieszczonym poniżej rysunku. W zadaniu należy wyznaczyć reakcje podpór, wykres sił normalnych i ich wartości oraz przemieszczenie punku 3 w osi Z. Dane do obliczeń: a = 1 m, A = 10 cm 2, E = 2.1*10 5 N/mm 2, ν = 0.33, P 1 = 2000 N, P 2 = 4000 N, P 3 = 6000 N. 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: Control Heading i wprowadzić nagłówek KRATOWNICA 3. Określenie globalnych stopni swobody Wybrać: Control Degrees of Freedom i ustawić parametry jak poniżej: 2
4. Określenie geometrii kratownicy Wcisnąć ikonę Define Points i wprowadzić dane 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 4 0 6 0 1 1 7 0 2 1 8 0 3 1 Wcisnąć ikonę Point Labels 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 4 4 5 5 6 7 6 7 8 7 2 6 8 3 7 9 4 8 10 1 6 11 2 7 3
12 7 4 13 8 5 Wcisnąć ikonę Line/Edge Labels 5. Określenie warunków brzegowych Wcisnąć ikonę Apply Fixity następnie przycisk Define Dodać nowy rodzaj zanocowania o nazwie P5 (wcisnąć przycisk Add, wprowadzić nazwę P5, a następnie wcisnąć OK w celu dodania zamocowania), wprowadzić dane jak pokazano poniżej: 4
Po powrocie do okna Apply Fixity wprowadzić następujące dane: Wcisnąć ikonę Boundary Plot 6. Przyłożenie obciążenia Wcisnąć ikonę Apply Loads Wybrać typ obciążenia: Force, a następnie przycisk Define oraz Add by dodać pierwsze obciążenie i wprowadzić dane jak pokazano poniżej: Wcisnąć Save by zatwierdzić, a następnie Add by dodać drugie obciążenie i wprowadzić dane jak pokazano poniżej: 5
Wcisnąć Save by zatwierdzić, a następnie Add by dodać trzecie obciążenie i wprowadzić dane jak pokazano poniżej: Po powrocie do okna dialogowego Apply Loads wprowadzić dane: Wcisnąć Apply by zatwierdzić Wcisnąć Apply by zatwierdzić 6
Wcisnąć ikonę Load Plot 7. Określenie materiału i rodzaju elementów Wybrać: Model Materiale Elastic Isotropic i wprowadzić dane: 7
Wcisnąć ikonę Element Groups i wprowadzić dane: 8. Określenie przekroju i materiału prętów Wybrać: Model Geometry Attributes Simple Geometry Truss i wprowadzić dane: 9. Generacja elementów skończonych W ćwiczeniu zostaną użyte elementy prętowe dwu węzłowe Wcisnąć ikonę Mesh Lines i wprowadzić dane jak pokazano poniżej: 8
Wcisnąć ikonę Node Symbols Wcisnąć ikonę Node Labels 10. Zapisanie plik i uruchomienie obliczeń Zapisanie pliku wcisnąć ikonę Save i nazwać plik: KRATOWNICA_1 Uruchomienie obliczeń wcisnąć ikonę Data File/Solution i nazwać plik: KRATOWNICA_1 11. Prezentacja wyników Po wykonaniu obliczeń przejść do modułu ADINA-PLOT Otworzyć plik KRATOWNICA_1.por Prezentacja graficzna wyników Deformacja kratownicy Wcisnąć ikony: Show Deformed Mesh, Show Original Mesh, Scale Displacements 9
Reakcje w podporach Wybrać: Display Reaction Plot Create i wprowadzić dane: 10
Wykres sił normalnych Wybrać: Display Element Line Plot Create i wprowadzić dane: Określenie wartości liczbowych Wcisnąć ikonę Node Symbols Wcisnąć ikonę Node Labels 11
Reakcje w podporach Wybrać: List Value List Zone i wprowadzić dane: Wcisnąć Apply by zatwierdzić Wartości sił normalnych w prętach Wybrać: List Value List Zone i wprowadzić dane: Wcisnąć Apply by zatwierdzić Przemieszczenie punktu 3 w osi Z W celu określenia przemieszczenie punktu 3 w osi Z należy najpierw zdefiniować ten punkt Wybrać: Definitions Model Point Node i wprowadzić dane: 12
Wybrać: List Value List Model Point i wprowadzić dane: Wcisnąć Apply by zatwierdzić Zadanie 2 Przedmiotem obliczeń jest płaska kratownica obciążona siłą skupioną jak pokazano na zamieszczonym poniżej rysunku. W zadaniu należy wyznaczyć reakcje podpór, wykres sił normalnych i ich wartości oraz przemieszczenie punku 3 w osi Z. Dane do obliczeń: a = 1 m, A = 6 cm 2, E = 2.1*10 5 N/mm 2, ν = 0.33, P = 2000 N ETAPY ROZWIĄZYWANIA ZADANIA tak jak w zadaniu pierwszym 13