Расчетная схема пространственной решетчатой конструкции типа "Кисловодск". Модель пространственной решетчатой конструкции

Определение усилий в элементах стержневой системы производились на ЭВМ с использованием пакета программ "Cosmos" (смотри подраздел 1.3). Исходными данными для расчета являлись: физико-механические свойства материала, подробная геометрия стержневой системы, координаты каждого узла по трем направлениям, описание стержней по узлам, жесткость каждого стержня, а также значения узловых нагрузок. Расчет выполняется по деформированной схеме.

Для моделирования используем трехмерный элемент TRUSS3D, предназначенный для расчета элементов стержневых конструкций, работающих на осевое растяжение/сжатие.

Свойства: 2-х узловой одноосный элемент, используемый в трехмерных моделях. Каждый узел может иметь только 3 степени свободы.

Специальные свойства: изгибная устойчивость, плоские нагружения, пластичность, большие деформации.

Образец расположения узлов этого элемента, показанный на рисунке 3.1, определяет направления осей элемента. Ось X элемента направлена от первого узла ко второму. Оси Y и Z элемента лежат в плоскости, перпендикулярной оси X.

Параметры:

- тип материала: линейно-упругая модель, упруго-пластическая модель по Мизесу;

- признак больших деформаций: малые деформации, большие деформации;

- признак учета ползучести: ползучесть не учитывается, эффект ползучести учитывается;

- использование одинаковой матрицы жесткости для всех элементов данной группы (используется только в линейном анализе).

Геометрические свойства (Real Constants): rl - площадь поперечного сечения, г2 - периметр поперечного сечения (только для теплового анализа), гЗ -начальная осевая сила (только для анализа пластичности), г5 - начальное осевое напряжение (только для анализа пластичности).

Свойства материалов: ЕХ - модуль упругости, КХ - коэффициент теплопроводности, ALPX - коэффициент теплового расширения, EXTAN -тангенциальный модуль для билинейной изотропной модели, SIGYLD -напряжение текучести для билинейной изотропной модели, С - теплоемкость, DENS - плотность.

Допустимые типы нагрузок: тепловые, гравитационные.

Выходные результаты: силы и напряжения выводятся в системе координат элемента.

XYZ - глобальная прямоугольная система координат

xyz - система координат элемента

Рисунок 3.1 - Трехмерный элемент типа TRUSS3D

При моделировании структурной плиты была создана трехмерная сетка конечных элементов являющаяся точной геометрической моделью реальной конструкции. Нумерация узлов и элементов приведена на рисунках 3.2-3.9. Узловые соединения заданы как пространственные шарниры с тремя степенями свободы по направлению глобальных осей координат. Опорные узлы также шарнирные, закрепленные от перемещений по направлению глобальных осей координат.