среда, 16 февраля 2011 г.

Конические сечения

Сегодня с нами снова дядя Lusifer: встречаем, читаем и говорим СПАСИБО.
Добрый день, расскажу немного о расчете и проверке сечений нестандартной поперечной формы.
Первый рассказ будет посвящен, так называемым коническим сечениям, реализовываемым из листового проката различной толщины, вообще надеюсь, что это будет цикл, ну это как получится.
Проверка и подбор элементов с подобным поперечным сечением, осуществим и в других расчетных комплексах, для его реализации в общем случае, «конструктивный элемент» приходится дробить на определенное количество стержневых элементов и каждому из них задавать свою форму поперечного сечения увеличивая/уменьшая необходимый параметр на определенное приращение (вводя жесткие вставки для более точного представления). Не буду вдаваться в подробности о шаге разбиения и точности полученных результатов, отдельная тема. Кроме того, существует возможность реализовать подобный тип сечения, моделируя элемент целиком из пластинчатых элементов необходимой толщины и жесткости, вводя ребра, отверстия и т.д. – данный способ используется для более детального исследования напряженного состояния элемента, расчеты на устойчивость, критическую силу.
clip_image004
Но как правило схема имеет двумерную ориентацию, не пространственную, например поперечная рама целиком или же вообще, отдельный элемент.
clip_image002
Перечисленные способы, вполне могут быть реализованы и средствами Robot, но все таки для более частного случая применения конусообразных сечений (пространственный каркас целиком) в Robot существует специальная функция.
В качестве примера буду использовать сечение в форме сварного двутавра с разной высотой стенки в начале и конце элемента (кроме того различной может быть ширина полки, и даже толщина самого листового проката, что правда уже мало вероятно).
Назначаем соответствующее сечение используя диалоговое окно Новое сечение, в нем, вкладка Конические.
clip_image006
Задаем в данном окне необходимые параметры сечения, добавляем их в диалоговое окно Сечения и оттуда уже присваиваем их стержневым элементам конструкции.
clip_image008
Будим считать, что необходимые граничные условия, параметры норм для стали, нагружения и комбинации уже заданы. Переходим в режим Проектирования из стали/алюминия, и в диалоговом окне Определения, перейдем на вкладку Группы. На данной вкладке сгруппируем соответствующим образом элементы нашей конструкции, для примера две балки и две стойки, я разбил на две группы, присвоив каждой группе определенное Имя, выбрав Список элементов включенных в группу и назначив им Материал.
clip_image010
Т.е. поступаем точно так же, как при проверке группы элементов с любым другим сечением из стали.
Но, например для группы Балки, нажимаем на кнопку расположенную справа от строки имени группы – Парам. сечения.
Открывается новое диалоговое окно - Параметрические сечения. В нем существует три вкладки, про две из них я и расскажу, они как раз относятся к переменным сечениям.
clip_image012
Обе первые вкладки позволяют настроить параметры для подбора переменного сечения. Данная опция доступна так же и для сечений из древесины (Еврокод 5).
Находимся на закладке Переменное сечение (dh).
Для определения нового типа сечения, необходимо нажать – Новое, в окне Определение сечения появится пустая строка, в которую вводим соответствующие параметры.
clip_image014
Что означают первые столбцы таблицы, ищите подсказку на картинке в поле Тип сечения (их кстати всего два типа).
dh – приращение изменения сечения, шаг с которым последовательно будут изменяться параметры переменного сечения.
hмакс – ограничение максимального размера сечения.
Таким образом программа автоматически формирует группу конических сечений, отталкиваясь от изначально введенных параметров высоты начала и конца стержня, шага приращения и максимально возможной высоты. Таких групп можно создавать несколько, каждый раз нажимая на кнопку Новое и заполняя соответствующие колонки. Для того, чтобы эти группы сечений использовались в результате проверки сечений их необходимо добавить в окно Сечения, включенные в расчет, используя кнопки расположенные под данным окном (Выбранные, Все или Удалить, Удалить все).
clip_image016
Используя параметры этой вкладки, программа по очереди подставляет все возможные сечения из группы конических сечений при подборе, не меняя наклон начального и конечного сечения.
Переключаемся на закладку Переменное сечение (авто).
Опять нажимаем Новое и в появившейся строке, вводим соответствующие параметры.
clip_image018
Как видим, столбец для указания высоты сечения только один. В этом варианте, изначально программой на основе экстремальных значений моментов по концам балки подбирается обычное сечение с постоянной высотой по всей длине балки, соответствующее по прочности полученным моментам. А уже затем переходит к процедуре проверки сечения по алгоритму конусообразного элемента увеличивая на величину приращения каждый конец балки, так чтобы он удовлетворял необходимым проверкам. Таким образом фиксированного наклона между началом и концом сечения не получится, высота по обоим концам стержня будет подобрана оптимальной.
Также добавляем необходимые строки в окно Сечения, включенные в расчет.
clip_image020
Введя соответствующие параметры и закрыв диалоговое окно Параметрические сечения, можно перейти к диалоговому окну Расчет. И используя параметры проверки, подбора и оптимизации получить соответствующий результат.
clip_image022
Например в моем примере, в результате оптимизации сечения балки, Robot предлагает мне заменить первоначально заданное мной сечение начала/конца – 60 и 90см, на 65 и 95см соответственно.
В следующий раз расскажу про третью вкладку диалогового окна Параметрические сечения – Составное. Ограничения реализации и особенностях задания параметров.

3 комментария:

  1. Lusifer, на верхнем скрине сетка КЭ создана в роботе?

    ОтветитьУдалить
  2. Картинка из скада......(не значит, что сетка создана в нем).......а так в Роботе сделать любое очертание балки достаточно быстро, и сетка по качественней будет даже при автоматической генерации

    ОтветитьУдалить