PRZYKŁAD ROZWIĄZANIA BELKI 2019-01-16 SAMOUCZEK PRZYKŁAD ROZWIĄZANIA BELKI

PORUSZANIE SIĘ PO SAMOUCZKU: ZAPRASZAMY DO NAUKI W samouczku zostało przedstawione, w jaki sposób użyć programu BELKA do obliczania momentów gnących, naprężeń i sił tnących na przykładzie konkretnej belki. Podczas pracy z samouczkiem dowiemy się także, jak na podstawie otrzymanych wyników otrzymać wykresy sił wewnętrznych dla przykładowej belki. PORUSZANIE SIĘ PO SAMOUCZKU: Każdy ekran podaje instrukcję dotyczącą jednego kroku samouczka. Każdy krok zawiera ilustrację pokazującą, co powinno być widoczne w oknie programu BELKA. Wykonanie instrukcji samouczka zajmuje ok. 15 minut. Aby w dowolnej chwili przerwać ćwiczenie, w lewym dolnym rogu naciśnij przycisk. Aby kontynuować pracę z samouczkiem, kliknij przycisk akcji. 2019-01-16

WPROWADZENIE Na rysunku przedstawiona jest belka podparta dwoma podporami. Pierwsza podpora jest podporą stałą i jest umieszczona w punkcie A, natomiast druga podpora jest podporą przesuwną i jest umieszczona w punkcie B. Na odcinkach AC i DB jest przyłożone obciążenie ciągłe o wartości q. W zadaniu mamy za zadanie obliczyć momenty gnące, naprężenia normalne i siły tnące, oraz napisać równanie linii ugięcia belki i znaleźć kąt obrotu belki. Do zadania należy sporządzić wykresy sił wewnętrznych. 2019-01-16

UTWÓRZ NOWY PLIK Pierwszym krokiem przy rozpoczęciu obliczania zadania jest utworzenie nowego pliku lub otwarcie już istniejącego. W tym przypadku tworzymy całkiem nowe zadanie i w tym celu z paska menu wybieramy PLIK, a następnie opcję NOWY. 2019-01-16

WPROWADZANIE PARAMETRÓW BELKI Pojawi się nam okno PARAMETRY BELKI. W tym oknie wprowadzamy dane dotyczące belki, na podstawie której będziemy przeprowadzać obliczenia. Należy pamiętać o zastosowaniu odpowiednich jednostek. Więcej na ten temat można uzyskać w POMOCY w rozdziale JEDNOSTKI. Ponieważ w MES obciążenie zadaje się jako wartości w węzłach, obciążenia ciągłe są zastępowane automatycznie siłami skupionymi oraz momentami gnącymi, co prowadzi do błędów szczególnie w przypadku małej liczby elementów na których zostało zadane obciążenie ciągłe. Aby wykresy sił tnących i momentów gnących były obarczone jak najmniejszym błędem, konieczny jest gęsty podział w rejonach występowania obciążeń ciągłych. 2019-01-16

POKAŻ NUMERY WĘZŁÓW Po wprowadzeniu parametrów otrzymujemy przybliżony kształt belki z podziałem na poszczególne elementy. W celu ułatwienia sobie dalszej pracy, z paska menu wybieramy WIDOK a następnie opcję POKAŻ NUMERY WĘZŁÓW. Potrzebne nam to będzie w następnym kroku, gdy będziemy musieli zaznaczyć miejsca podparcia belki. 2019-01-16

WIDOK PODZIELONEJ BELKI Poniżej belki pojawiają się liczby przyporządkowane kolejnym węzłom belki. Tak przygotowaną belkę należy zaopatrzyć w podpory. 2019-01-16

WSTAWIANIE PIEWRWSZEJ PODPORY W następnej kolejności będziemy dołączać podpory do rysunku naszej belki. W tym celu na pasku menu wybieramy DODAJ a następnie opcję PODPORĘ. 2019-01-16

PODPORA PIERWSZA Określamy teraz, w którym węźle belki będzie umieszczona podpora, oraz jaki będzie jej charakter. W okienku Numer węzła wpisujemy liczbę przyporządkowaną węzłowi w którym chcemy umieścić podporę. Zgodnie z założeniami zadania, podpora pierwsza jest podporą stałą. Aby zaznaczyć taką podporę należy w okienku Utwierdzenia zaznaczyć przemieszczenie w kierunku Y, oraz w oknie Maksymalne przemieszczenie wpisać wartość 0. Po wprowadzeniu danych zatwierdzamy je przyciskiem OK. 2019-01-16

WSTAWIANIE DRUGIEJ PODPORY Na ekranie pojawił się znak graficzny wstawionej podpory. Drugą podporę wstawiamy w analogiczny sposób. Na pasku menu wybieramy DODAJ a następnie opcję PODPORĘ. 2019-01-16

PODPORA DRUGA W tym kroku określamy, w którym węźle umieścimy drugą podporę. W oknie Numer węzła wpisujemy liczbę przyporządkowaną węzłowi w którym chcemy umieścić podporę. Zgodnie z założeniami zadania, podpora druga jest podporą przesuwną. Aby zaznaczyć taką podporę w okienku Utwierdzenia zaznaczamy przemieszczenie w kierunku Y, oraz w oknie Maksymalne przemieszczenie wpisujemy wartość 0. Po wprowadzeniu danych zatwierdzamy je przyciskiem OK. 2019-01-16

POKAŻ NUMERY ELEMENTÓW W dalszej części samouczka będziemy obciążać belkę odpowiednimi siłami. Ponieważ w zadaniu występuje obciążenie ciągłe, to w celu ułatwienia zadania takiego obciążenia zamieniamy numery węzłów na numery elementów. W tym celu na pasku menu wybieramy WIDOK i zaznaczamy opcję POKAŻ NUMERY ELEMENTÓW. 2019-01-16

WIDOK PODZIELONEJ BELKI Poniżej pojawią się nam liczby przyporządkowane kolejnym elementom belki. 2019-01-16

DODAWANIE PIERWSZEGO OBCIĄŻENIA Właśnie otrzymaliśmy belkę podpartą w odpowiednich miejscach i o parametrach założonych na początku zadania. Teraz możemy przystąpić do obciążania belki siłami i momentami. Zaczniemy od obciążenia ciągłego. Aby dodać obciążenie pierwsze na pasku menu wybieramy DODAJ a następnie zaznaczamy opcję OBCIĄŻENIE CIĄGŁE. 2019-01-16

OBCIĄŻENIE PIERWSZE W tym kroku określimy odcinek belki, na którym będzie działać obciążenie, oraz jego wartość. Ponieważ obciążenie ciągłe jest rozłożone na pewnym odcinku, to musimy zdefiniować początek i koniec tego odcinka. Pierwsze obciążeni zajmuje odcinek od początku belki do 1/3 długości belki, wobec tego w okienku wpisujemy numer pierwszego i ostatniego elementu tego odcinka. W trzecim okienku wpisujemy wartość obciążenia. Należy pamiętać o odpowiednim znaku przy wartości obciążenia. W programie BELKA przyjęte jest, że kierunek do góry i w prawo traktujemy jako dodatnie, wobec tego siły działające w przeciwnych kierunkach wpisujemy ze znakiem minus. 2019-01-16

WIDOK BELKI Z OBCIĄŻENIEM PIERWSZYM Na ekranie pojawiło nam się obciążenie ciągłe zadane przez nas w poprzednim kroku. Obciążenie pojawiło się nad belką, a więc jego działanie jest skierowane w dół, czyli zgodnie z założeniami. 2019-01-16

DODAWANIE DRUGIEGO OBCIĄŻENIA Drugie obciążenie dodajemy analogicznie do pierwszego. Na pasku menu wybieramy DODAJ a następnie zaznaczamy opcję OBCIĄŻENIE CIĄGŁE. 2019-01-16

OBCIĄŻENIE DRUGIE W tym kroku określamy miejsce, w którym będzie działać obciążenie drugie. Jako początek tego obciążenia zaznaczamy element o numerze 21, a jako koniec element 30. W trzecim okienku wpisujemy wartość obciążenia drugiego. Wprowadzone dane potwierdzamy klikając OK. Należy pamiętać o prawidłowych jednostkach przy wprowadzaniu wartości obciążenia. 2019-01-16

DODAWANIE MOMENTU Jest to już ostatnia siła, która będzie oddziaływała na belkę. W celu odpowiedniego przyłożenia tego momentu musimy w pasku menu wybrać DODAJ a następnie zaznaczyć opcję SIŁĘ. 2019-01-16

MOMENT Na ekranie pojawi nam się okno OBCIĄŻENIE WĘZŁÓW SIŁAMI I MOMENTAMI. W pierwszym okienku wpisujemy numer przyporządkowany węzłowi w którym chcemy umiejscowić moment. W trzecim w kolejności okienku wpisujemy wartość tego momentu. Należy pamiętać, że moment dodatni, to moment działający w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. 2019-01-16

KOŃCOWY WIDOK BELKI Po naciśnięciu klawisza OK. pojawi nam się na ekranie widok kompletnej belki. Są na niej umieszczone obciążenia i jest podparta w miejscach założonych w zadaniu. 2019-01-16

KONIEC WPROWADZANIA DANYCH W celu sprawdzenia czy poprawnie wprowadziliśmy dane, wybieramy w pasku menu OBLICZENIA a następnie zaznaczamy opcję DANE OBLICZENIOWE. 2019-01-16

KOREKTA DANYCH Dzięki zastosowaniu tej opcji, mamy możliwość po raz ostatni sprawdzić poprawność wprowadzonych danych obliczeniowych, i jeżeli okaże się, że są one niepoprawne możemy je zmienić bądź usunąć za pomocą funkcji ZMIEŃ i USUŃ. 2019-01-16

OBLICZENIA Jeżeli dane obliczeniowe i geometria belki są sprawdzone to możemy przejść do obliczenia przemieszczeń i naprężeń w belce. W tym celu na pasku menu wybieramy OBLICZENIA i zaznaczamy opcję OBLICZ. W tym momencie program BELKA automatycznie wykonuje wszystkie obliczenia. Po włączeniu funkcji WYNIKI OBLICZEŃ wyświetli nam się okno ze wszystkimi wynikami obliczonymi na podstawie danych wprowadzonych przez podczas wcześniejszych czynności. 2019-01-16

STATYSTYKA Ta funkcja pozwala nam zobaczyć wszystkie dane statystyczne belki, takie jak ilość elementów, ilość węzłów itp. Przedstawia także maksymalne przemieszczenia i naprężenia oraz węzły w których występują te przemieszczenia. Aby uzyskać te dane należy na pasku menu wybrać OBLICZENIA i zaznaczyć opcję STATYSTYKA. 2019-01-16

2019-01-16 WYKRESY W dalszej części samouczka dowiemy się w jaki sposób możemy wyświetlić wykresy sił wewnętrznych w programie BELKA.

JAK WYŚWIETLAĆ WYKRESY? Aby wyświetlić wykresy sił wewnętrznych belki i linię ugięcia belki skorzystamy z funkcji WIDOK na pasku menu. Już korzystaliśmy z tej funkcji przy okazji zaznaczania numerów węzłów i numerów elementów, więc nie powinno być kłopotu z jej odnalezieniem. Po uaktywnieniu funkcji WIDOK rozwinie się nam pasek na którym możemy wybrać interesującą nas opcję. W kolejnych posunięciach będziemy wybierać UGIĘCIE BELKI, WYKRES SIŁ TNĄCYCH ORAZ WYKRES MOMENTÓW GNĄCYCH. 2019-01-16

WYKRES UGIĘCIA BELKI 2019-01-16

WYKRES SIŁ TNĄCYCH 2019-01-16

WYKRES MOMENTÓW GNĄCYCH 2019-01-16

ZAPISYWANIE Ostatnią czynnością w naszym samouczku jest zapisanie pliku. W pasku menu wybieramy PLIK i zaznaczamy opcję ZAPISZ JAKO. Pojawi nam się okno, w którym wpisujemy nazwę pod jaką chcemy zapisać zadanie. Po wpisaniu nazwy klikamy myszą na przycisk ZAPISZ. 2019-01-16