Расчет НДС ферменно-балочной конструкции в Ansys

Тип анализа: линейная статика.

Цель анализа: Анализ напряжений в конструкции и перемещений узлов составной ферменно-рамной конструкции.

Описание: Трехмерная ферма, показанная на Рис.1 состоит из фронтального, центрального и боковых пролетов, образованных плоскими фермами и поперечных балок, связывающих конструкцию и воспринимающих усилия.
Размеры фермы показаны на Рис. 2 и заданы параметрами, которые можно изменять, изменяя конструкцию.

Рисунок 1 Ферма

Рисунок 2. Размеры фермы

Решение задачи.

Решение производится при помощи входного файла. Его структура состоит из:

• - задания входных параметров
• - вход в препроцессор, задание типов элементов, их вещественных констант и свойств материала.
• - построение каркасной модели
• - подготовка к разбиению на КЭ - задание атрибутов линиям
• - вход в процессор решения, задание закреплений в узлах
• - задание нагрузок. на ферму моделируется снеговая и ветровая нагрузка согласно СНиП. В узлах фермы задаются силы, а на балки - равномерно распределенное давление
• - задание ускорения по оси Y, позволяющего учитывать собственный вес конструкции
• - запуск на счет задачи
• - вход в постпроцессор, вывод результатов.

1. Задание предварительных установок.

2. Задание исходных параметров.

Сечение всех труб - квадратное, поэтому будем задавать высоту (t) и толщину стенок (w).
Раскладка, где какие трубы применяются, по номерам, показана на Рис.3.

Рисунок 3. Раскладка труб фермы.

2.1 Задаем параметром высоту для первой трубы, в консоли вводим:

w1=0.04

2.2 толщину стенки, в консоли вводим:

t1=0.003

2.3 Аналогично для остальных труб, в консоли вводим:

w2=0.02
t2=0.002
w3=0.04
t3=0.02
w4=0.025
t4=0.002
w5=0.02
t5=0.002
w6=0.04
t6=0.003
w7=0.04
t7=0.002
w8=0.02
t8=0.002
w9=0.06
t9=0.003
w10=0.02
t10=0.002

2.4 Задаем параметры, определяющие размеры, в консоли вводим:

H=1.85 ! максимальная высота в центральной части.
hf=0.5 ! высота передней фермы.
hm=1.25 ! высота центральной фермы
L11=1.0 ! Длина первой секции в боковой ферме
L12=1.0 ! Длина второй секции в боковой ферме
L13=2.0 ! Длина третьей секции в боковой ферме

2.5 Входим в препроцессор, задаем свойства материала, сталь, в консоли вводим:

UIMP,1,EX,,,2e11, ! модуль Юнга
UIMP,1,DENS,,,7800 ! плотность (для учета собственного веса)
UIMP,1,NUXY,,,0.3 ! коэффициент Пуассона

2.6 Задаем тип элемента , в консоли вводим:

ET,1,LINK8

2.7 Задаем вещественные константы, для трехмерного стержня LINK8 это будет площадь поперечного сечения, поскольку труб различного размера, которые работают как стержни фермы у нас 8, то и задаем 8 констант, в консоли вводим:

R,1,w1**2-((w1-2*t1)**2)
R,2,w2**2-((w2-2*t2)**2)
R,3,w3**2-((w3-2*t3)**2)
R,4,w4**2-((w4-2*t4)**2)
R,5,w5**2-((w5-2*t5)**2)
R,6,w6**2-((w6-2*t6)**2)
R,7,w7**2-((w7-2*t7)**2)
R,8,w8**2-((w8-2*t8)**2)

2.8 Строим узлы боковой фермы(точки), в консоли вводим:

K,,,,
K,,,,-L11
K,,,,-L12-L11
K,,,,-L11-L12-L13
K,,,,-L11-L12-L13-L21
K,,,,-L11-L12-L13-L21-L22,
K,,,H,-L11-L12-L13,
K,,,hf,

2.9 Строим вспомогательные точки, проведя через которые вспомогательные линии, найдем их пересечение с наклонными линиями фермы и найдем точки пересечения, в консоли вводим:

K,,,H,-L11
K,,,H,-L12-L11
K,,,H,-L11-L12-L13-L21

2.10 Строим вспомогательные линии, в консоли вводим:

L,8,7,
L,2,9,

2.11 Пересекаем линии между собой, тем самым получая точку пересечения, в консоли вводим:

LINL,2,1,

2.12 Аналогично для остальных точек пересечения, строим вспомогательные точки и линии, и пересекаем их, в консоли вводим:

K,,,hf,
K,,,H,-L11-L12-L13,
L,2,7,
L,3,10,
LINL,2,1,
K,,,H,-L11-L12-L13,
L,2,6,
L,5,11
LINL,2,1