PRZYKŁAD ROZWIĄZANIA TARCZY SAMOUCZEK PRZYKŁAD ROZWIĄZANIA TARCZY

ZAPRASZAMY DO NAUKI PORUSZANIE SIĘ PO SAMOUCZKU: W samouczku zostało przedstawione, w jaki sposób użyć program TARCZA do obliczenia naprężeń w tarczy. PORUSZANIE SIĘ PO SAMOUCZKU: Każdy ekran podaje instrukcje dotyczącą jednego kroku samouczka. Każdy krok zawiera ilustrację pokazującą, co powinno być widoczne w oknie programu TARCZA Wykonanie instrukcji samouczka zajmuje ok. 15 min. Aby w dowolnej chwili przerwać ćwiczenie, w lewym dolnym rogu należy nacisnąć przycisk. Aby kontynuować pracę z samouczkiem, kliknij przycisk akcji.

WPROWADZENIE Na rysunku przedstawiona jest tarcza utwierdzona z jednej strony w ścianie, natomiast z drugiej strony obciążona siłą rozłożoną na całej długości boku tarczy. W zadaniu należy obliczyć naprężenia występujące w tarczy. Dane do obliczeń oraz kształt tarczy na rysunku poniżej:

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.

MATERIAŁ W następnej kolejności musimy wprowadzić dane dotyczące tarczy. W tym celu z paska MENU wybieramy opcję MATERIAŁ.

WPROWADZANIE DANYCH MATERIAŁOWYCH Pojawi się nam okno DANE MATERIAŁÓW. W tym oknie wprowadzamy dane dotyczące tarczy, na podstawie której będziemy przeprowadzać obliczenia.

PROSTOKĄT Tarczę można budować ustalając współrzędne kolejnych węzłów oraz łącząc je kolejno elementami. Jest to metoda trochę czasochłonna, jednak konieczna w przypadku bardziej skomplikowanych kształtów tarczy. Tym razem jednak tarcza jest prostokątem i możemy skorzystać z funkcji PROSTOKĄT. Funkcja ta pozwoli na ominięcie żmudnego wpisywania współrzędnych punktów tarczy.

MACIERZ ELEMENTÓW W tym oknie wpisujemy współrzędne początku układu oraz wymiary obszaru, jaki będzie zajmowała tarcza. Wpisujemy także ilość elementów w poziomych rzędach oraz ilość kolumn. Pozwoli to nam na podział tarczy na elementy skończone.

WIDOK PODZIELONEJ TARCZY Na ekranie pojawiła się podzielona tarcza z zaznaczonymi węzłami. Węzły są ponumerowane co ułatwi nam w dalszej części samouczka umiejscawiać siły na tarczy, oraz odpowiednio ją utwierdzić.

UTWIERDZENIE TARCZY Aby utwierdzić tarczę, należy zaznaczyć węzły w których będą znajdowały się utwierdzenia. W tym przypadku tarcza jest zamocowana w ścianie, więc możemy skorzystać z funkcji GRUPA. Funkcja ta uprości w znacznym stopniu wykonanie tej czynności. Zaznaczamy lewe skrajne węzły...

UTWIERDZENIE TARCZY CD. ...wybieramy w menu programu funkcję GRUPA, a następnie opcję ZADAJ PODPORY

WYMUSZONE PRZESUNIĘCIA Pojawia nam się okno Wymuszone przesunięcia, w którym wpisujemy dane dotyczące charakteru podpory.

WIDOK UTWIERDZONEJ TARCZY

OBCIĄŻANIE TARCZY W przypadku tego zadania na tarczę działa siła rozłożona równomiernie na prawym jej boku. Musimy pamiętać, że w metodzie elementów skończonych siły działają wyłącznie w węzłach, konieczne jest więc przekształcenie obciążenia ciągłego działającego na cały bok tarczy, na siły skupione działające na poszczególne węzły. Niestety w tym przypadku program nie może przyjść nam z pomocą i czynność tą musimy wykonać sami. Jest ona dość prosta i nie powinna przysporzyć wielu kłopotów. Dokładny opis przeliczania obciążenia poznamy na kolejnej stronie samouczka.

ZAMIANA OBCIĄŻENIA CIĄGŁEGO

OBCIĄŻANIE TARCZY-CD.1 Węzły tworzące pary możemy obciążyć stosując tą samą metodę jaką zastosowaliśmy podczas utwierdzania tarczy. Zaznaczamy myszką środkowe węzły na prawym boku tarczy a następnie...

OBCIĄŻANIE TARCZY-CD.2 ... z paska menu wybieramy funkcję GRUPA, a następnie opcję ZADAJ PODPORĘ.

OBCIĄŻANIE TARCZY-CD.3 Na ekranie pojawi się okno Obciążenie węzłów siłami. W oknie tym wpisujemy wartość siły i kierunek w jakim ona działa. Należy przy tym pamiętać, że zwrot siły jest uzależniony od przyjętego układy współrzędnych. W programie tarcza zwroty dodatnie posiadają siły skierowane w górę i w prawo. Jeśli chcemy uzyskać zwrot przeciwny, musimy w okienku Wartość siły wpisać wartość ze znakiem ujemnym.

DODAWANIE SIŁ W WĘZŁACH SKRAJNYCH Siły w węzłach skrajnych dodajemy oddzielnie. Z obliczeń wynika, że są one dwukrotnie mniejsze od tych działających pomiędzy nimi. W pasku menu rozwijamy funkcję DODAJ a następnie wybieramy opcję SIŁĘ.

OBCIĄŻANIE TARCZY-CD.4 Na ekranie znów pojawia nam się okno Obciążenie węzłów siłami z tą różnicą, że w okienku Numer węzła zamiast skrótu GRP (grupa) musimy wpisać numer węzła w którym będzie przyłożona siła skupiona. Następnie wpisujemy wartości sił z odpowiednimi znakami.

WIDOK TARCZY

DANE OBLICZENIOWE Wprowadziliśmy już wszystkie dane dotyczące tarczy. Jeżeli nie jesteśmy pewni czy są one poprawnie wprowadzone, możemy sprawdzić to wykorzystując opcję DANE OBLICZENIOWE w pasku rozwijanym OBLICZENIA. Po ewentualnym znalezieniu nieprawidłowości możemy wprowadzić poprawki.

OBLICZENIA Po sprawdzeniu danych obliczeniowych nie pozostaje nam nic innego jak przeprowadzenie obliczeń. W tym celu z paska menu wybieramy funkcję OBLICZENIA a następnie opcję OBLICZ. Program automatycznie przeprowadzi wszystkie obliczenia.

NAPRĘŻENIA NORMALNE W OSI X Wyniki możemy obejrzeć w postaci graficznej korzystając z funkcji WIDOK.

NAPRĘŻENIA NORMALNE W OSI Y

NAPRĘŻENIA ŚCINAJĄCE

NAPRĘŻENIA WG HUBERA

PRZEMIESZCZENIA

WYNIKI OBLICZEŃ Liczbowe wyniki obliczeń możemy uzyskać wybierając funkcję OBLICZENIA a następnie opcję WYNIKI OBLICZEŃ.

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.