Система программных средств SCAD Office Некоторые специфические возможности Вариация моделей Преднапряжение Сложные пути нагружения Энергетическая оценка. - презентация

1 Система программных средств SCAD Office Некоторые специфические возможности Вариация моделей Преднапряжение Сложные пути нагружения Энергетическая оценка устойчивости Тонкостенные профили, эквивалентное сечение

2 1. Вариация моделей В системе SCAD имеется специальный режим, который предусматривает возможность обработки результатов расчета нескольких близких вариантов расчетной схемы. Близость трактуется в том смысле, что варианты являются топологически подобными, имеют одинаковое количество узлов и элементов и допускают только следующие различия: - использование отличающихся типов элементов, включая применение «пассивных» элементов (имитация отсутствия элементов без изменения их количества);

3 1. Вариация моделей В системе SCAD имеется специальный режим, который предусматривает возможность обработки результатов расчета нескольких близких вариантов расчетной схемы. Близость трактуется в том смысле, что варианты являются топологически подобными, имеют одинаковое количество узлов и элементов и допускают только следующие различия: - использование отличающихся типов элементов, включая применение «пассивных» элементов (имитация отсутствия элементов без изменения их количества); изменение жесткостных параметров конечных элементов, включая использование нулевых значений некоторых жесткостей;

4 1. Вариация моделей В системе SCAD имеется специальный режим, который предусматривает возможность обработки результатов расчета нескольких близких вариантов расчетной схемы. Близость трактуется в том смысле, что варианты являются топологически подобными, имеют одинаковое количество узлов и элементов и допускают только следующие различия: - использование отличающихся типов элементов, включая применение «пассивных» элементов (имитация отсутствия элементов без изменения их количества); - изменение жесткостных параметров конечных элементов, включая использование нулевых значений некоторых жесткостей; - изменение связей и/или условий примыкания элементов к узлам (врезка шарниров, установка бесконечно жестких вставок).

5 1. Вариация моделей Иллюстративный пример близких (в указанном выше смысле) расчетных моделей приведен на рисунке, номерами отмечены различия между схемой a) и схемой b).

6 1. Вариация моделей В качестве исходных данных рассматриваемого режима работы фигурирует только список файлов, где имеются результаты решения отдельных задач.

7 1. Вариация моделей Для полученной таким способом суперзадачи можно выполнять режимы определения расчетных сочетаний усилий (РСУ), создавать расчетные комбинации нагружений (РСН), подбирать армирование железо- бетонных конструкций проверять или подбирать сечения стальных конструкций. При этом необходимо указать на логическую связь между вариантами нагружения, рассмотренными в рамках каждой подзадачи. Например, нагружения от собственного веса, фигурировавшие во всех подза- дачах, чаще всего необходимо пометить как взаимо- исключающие, чтобы избежать их суммирования.

8 2. Преднапряжение Некоторые системы дают возможность указать значение силы предварительного натяжения стержневых элементов. Однако, пользователь должен сам позаботиться о том, чтобы заданные значения этих сил соответствовали состоянию равновесия. Известны случаи, когда это приводит к ошибкам. В системе SCAD реализована функция определения состояния преднапряжения, уравновешивающего заданные усилия в стержнях при нулевой внешней нагрузке.

9 3. Сложные пути нагружения Предусмотрена возможность исследования истории составного нагружения в форме задания последовательности действия отдельных групп нагрузок. В этом случае начало действия новой группы нагрузок соответствует окончанию (достижению полного уровня) для предыдущей группы, т.е. новое элементарное загружение является продолжением предыдущего.

10 3. Сложные пути нагружения Можно использовать ранее смоделированное элементарное загружение, но с отрицательной величиной коэффициента интенсивности. Это позволяет исследовать полный цикл «нагрузка- разгрузка». Таким образом появляется возможность по расхождению начального и конечного состояний системы f оценить точность расчета

11 4. Энергетическая оценка устойчивости При анализе особенностей проявления возможной неустойчивости используются понятия стесненного и принужденного состояний отдельных частей системы. Считается, что отдельная часть системы находится в стесненном состоянии, если будучи отделенной от других частей системы она потеряет устойчивость при меньшей интенсивности нагрузки. Если же при таком «изолированном рассмотрении» для потери устойчивости выделенной части системы необходимо приложить нагрузку большей интенсивности, или же она вообще не теряет устойчивости, то говорят о принужденной потере устойчивости этой части.

12 4. Энергетическая оценка устойчивости Проверка роли отдельных подсистем может быть произведена при подсчете значения энергии, накапливаемой в различных частях системы, при ее деформировании по форме потери устойчивости.

13 5. Тонкостенные профили, эквивалентное сечение Основное отличие в поведении тонкостенного стержня под нагрузкой от работы массивного стержня состоит в возможном нарушении гипотезы плоских сечений. Отклонение от гипотезы плоских сечений (депланация) в большей мере характерна для тонкостенных стержней открытого профиля и в меньшей для стержней с замкнутым профилем. Расчет сплошных сечений основывается на классических работах Сен-Венана. Для тонкостенных стержней используется вариант единой теории тонкостенных стержней (в том числе открыто-замкнутых), предложенный Е.А.Бейлиным.

14 Создание модели сечения в программе Тонус сводится к достаточно простой операции ввода срединных линий полосок, из которых состоит сечение и определения их толщин. Программа автоматически определяет замкнутые циклы и корректно учитывает их наличие при расчете крутильных и секториальных характеристик сечения. 5. Тонкостенные профили, эквивалентное сечение

15 Когда речь идет об учете упругопластической стадии работы, а также о проверках по нормам устойчивости плоской формы изгиба, выпучивания из силовой плоскости или о других, то оказывается, что все нормативные документы ориентированы на формы поперечных сечений только определенных (и весьма ограниченного количества) типов. Инженеры обычно используют такой подход прочность проверяется для реального поперечного сечения, а все прочие проверки выполняются для «похожего» сечения, геометрические характеристики которого специально подбираются из соображений эквивалентности. 5. Тонкостенные профили, эквивалентное сечение

16 СЕЗАМ Эквивалентность понимается в смысле близости геометрических характеристик поперечного сечения (площадь, моменты инерции, моменты сопротивления и др.). Можно использовать дополнительные соображения и уточнять само понятие эквивалентности. Например, добиваться только близости моментов инерции, если предстоит проверка устойчивости.

17 Программа находит и отображает в окне эквивалентное сечение в соответствии с заданным прототипом (двутавр, равнополочный двутавр, тавр, коробка, прямоугольная труба или швеллер) и заданными весовыми коэффициентами. Если исходное сечение было загружено из файла, созданного программами Консул или Конструктор Сечений, то одновременно отображаются исходное и эквивалентное сечения, что позволяет качественно оценить их соответствие. 5. Тонкостенные профили, эквивалентное сечение