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

2

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 cm2, E = 2.1*105 N/mm2, ν = 0.33, P1 = 2000 N, P2 = 4000 N, P3 = 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:

♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno

3

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 OK by zatwierdzić i zamknąć okno

♦ Wcisnąć ikonę Point Labels

♦ Ekran powinien wyglądać następująco:

♦ 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

4

12 7 4

13 8 5

♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno

♦ Wcisnąć ikonę Line/Edge Labels

♦ Ekran powinien wyglądać następująco:

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:

♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno

5

♦ Po powrocie do okna Apply Fixity wprowadzić następujące dane:

♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno

♦ Wcisnąć ikonę Boundary Plot

♦ Ekran powinien wyglądać następująco:

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:

6

♦ Wcisnąć Save by zatwierdzić, a następnie Add… by dodać trzecie obciążenie

i wprowadzić dane jak pokazano poniżej:

♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno

♦ Po powrocie do okna dialogowego Apply Loads wprowadzić dane:

♦ Wcisnąć Apply by zatwierdzić

♦ Wcisnąć Apply by zatwierdzić

7

♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno

♦ Wcisnąć ikonę Load Plot ♦ Ekran powinien wyglądać następująco:

7. Określenie materiału i rodzaju elementów

♦ Wybrać: Model → Materiale → Elastic → Isotropic… i wprowadzić dane:

♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno

8

♦ Wcisnąć ikonę Element Groups i wprowadzić dane:

♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno

8. Określenie przekroju i materiału pr ętów

♦ Wybrać: Model → Geometry Attributes → Simple Geometry → Truss… i wprowadzić dane:

♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno

9. Generacja elementów skończonych W ćwiczeniu zostaną użyte elementy prętowe dwu węzłowe

♦ Wcisnąć ikonę Mesh Lines i wprowadzić dane jak pokazano poniżej:

♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno

9

♦ Wcisnąć ikonę Node Symbols

♦ Wcisnąć ikonę Node Labels

♦ Ekran powinien wyglądać następująco:

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

10

♦ Ekran powinien wyglądać następująco:

Reakcje w podporach

♦ Wybrać: Display → Reaction Plot → Create… i wprowadzić dane:

♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno ♦ Ekran powinien wyglądać następująco:

11

Wykres sił normalnych

♦ Wybrać: Display → Element Line Plot → Create… i wprowadzić dane:

♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno

♦ Ekran powinien wyglądać następująco:

Określenie wartości liczbowych

♦ Wcisnąć ikonę Node Symbols

♦ Wcisnąć ikonę Node Labels

♦ Ekran powinien wyglądać następująco:

12

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:

♦ Wcisnąć OK by zatwierdzić i zamknąć okno

13

♦ 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 cm2, E = 2.1*105 N/mm2, ν = 0.33, P = 2000 N

ETAPY ROZWIĄZYWANIA ZADANIA – tak jak w zadaniu pierwszym