open all | close all

Смотрите информацию поднять уровень земли на участке дешево у нас. .

15.9. Конический бункер

Активируйте опцию главного меню Файл/Новая задача

На экране появится панель создания новой задачи

Кликните в левом окне по строчке Пространственная (рама). Кликните по кнопке, расположенной напротив строки Местонахождение. В появившемся окне найдите путь к папке C:\Selena (вы можете выбрать любую другую папку). Дайте имя новой задаче в строке Название задачи, например, Bunker. Кликните по кнопке OK.

Войдите в Графический редактор. Для этого кликните по пиктограмме панели инструментов

Создаем узел в точке (0,0,0). Входим в режим СХЕМА/ГЕНЕРАЦИЯ ДУГ и формируем круг радиусом 3 на отметке Z=0 с делением на 210 узлов

Число делений 210 выбрано таким образом, чтобы длина сегмента круга была не более 1.5 от высоты нижнего кольца - h=0.06. Т.е. 3*6.28/210=0.0897 < 0.06*1.5=0.09.

Поясним откуда взялись такие цифры. Предполагается, что нижнее кольцо высотой 0.06 будет зашито одним слоем прямоугольных элементов. Чтобы решение было удобоваримым, необходимо, чтобы отношение сторон прямоугольника было не больше 1.5. Чило 210 тоже не случайное. Предполагается, что фартуки будут сгенерированы методом ”пологих оболочек” (третья кнопка в режиме СХЕМА/ГЕНЕРАЦИЯ ОБОЛОЧЕК). А для этого режима необходимо, чтобы число делений на окружности было кратно 6-ти (см. Генерация пологих оболочек вращения).

Повторяем круг один раз вдоль координаты Z с шагом 0.06 (флаг Соединить включен)

Помечаем верхний круг и повторяем его с шагом 0.1 9 раз (флаг Соединить включен)

Чтобы облегчить генерацию фартуков, входим в режим СХЕМА/СЛОИ и дополняем узлы, к которым должны примыкать фартуки, к слою В.

Проводим вверх и вниз две вертикальные линии из точки (0,0,0). Эти линии понадобятся при построении фартуков и конической части бункера.

Перед формированием фартуков переходим в слой В.

Входим в режим СХЕМА/ГЕНЕРАЦИЯ ОБОЛОЧЕК и выбираем способ генерации Генерация пологих оболочек вращения (третья кнопка). Выбираем в качестве начальной точки оси вращения оболочки точку (0,0,0), а в качестве оси вращения линию, выходящую из точки (0,0,0) вверх

Задаем внешний радиус 3.375, внутренний – 3.0, ординату Z – 0.06 и число делений вдоль внешней окружности 234.

Поясним откуда взялось число 234. Программа требует задания числа делений на внешней окружности, в то время, как нам известно число делений на внутренней окружности – 210. При генерации пологих оболочек вращения, чтобы сетка была равномерной, программа увеличивает количество узлов на каждой последующей окружности на 6. Поскольку в ширине нашего фартука (0.375) укладывается примерно 4 слоя по 0.09 (0.09 – ширина шага вдоль окружности на внутреннем радиусе), то на внешнем радиусе должно оказаться 210+4*6 = 234 узла.

Аналогично генерируем фартук на отметке 0.76

Для генерации ребер, дополним первоначально существующие узлы, к которым примыкают ребра, к слою С.

и оставим активным только слой С (щелкните по пиктограмме на панели инструментов)

Замкнем будущие ребра вертикальными линиями, разбив их на 7 интервалов

Сгенерируем каждую из трех плоскостей в отдельности, используя для этого Генерацию плоскостей (5-я кнопка в ГЕНЕРАЦИИ ОБОЛОЧЕК)

а общая картинка приобретает вид

Пусть теперь мы хотим прикрепить коническую воронку с углом наклона образующей 45 градусов и радиусом летки 0.5. Входим в режим СХЕМА/ГЕНЕРАЦИЯ ОБОЛОЧЕК и выбираем способ генерации - Генерация пологих оболочек вращения (третья кнопка). Выбираем в качестве начальной точки оси вращения оболочки точку (0,0,0), а в качестве оси вращения линию, выходящую из точки (0,0,0) вниз.

Задаем внешний радиус 3, внутренний – 0.5 и число делений вдоль внешней окружности 210. В строке z = f( r ) необходимо задать уравнение образующей конуса, как функцию радиуса. Нетрудно проверить, что это уравнение имеет вид z = 3 – r (координата Z в данном случае отсчитывается от начальной точки вниз – помеченный желтым отрезок).

В результате получаем

Переходим к прикреплению к сетке скелетона конечных элементов. Входим в режим ЭЛЕМЕНТЫ. Выбираем Прямоугольный конечный элемент

Входим в режим СОЗДАТЬ/ПОКАЗАТЬ. Щелкаем по кнопке Показать все.

Возвращаемся в режим СОЗДАТЬ. Выбираем опцию Элементы в рамке. Обводим рамкой центры будущих конечных элементов (помечено синим цветом) и щелкаем по кнопке + Создать.

Устанавливаем номер формируемой группы элементов (номер устанавливается автоматически при нажатии на кнопку Новая Группа Жесткости) и даем название этой группе – t14. Щелкем по кнопке OK.

Возвращаемся в режим ЭЛЕМЕНТЫ и выбираем Треугольный конечный элемент

Оставляем активным только слой А. Входим в режим СОЗДАТЬ/ПОКАЗАТЬ. Щелкаем по кнопке Показать все.

Возвращаемся в режим СОЗДАТЬ. Выбираем опцию Элементы в рамке. Обводим рамкой центры будущих конечных элементов и щелкаем по кнопке + Создать. Устанавливаем номер формируемой группы элементов и имя t08.

Щелкаем по кнопке OK.

Аналогично поступаем для формирования колец и ребер. В результате, после прикрепления всех конечных элементов получается нечто следующее

“Поднимаемся наверх” и входим в режим формирования внешних связей – СВЯЗИ. Оставляем активным только слой С и помечаем рамкой узлы, лежащие в основании ребер.

Щелкаем по команде + Связи. Выбираем пиктограмму ортогональных связей.

Оставляем активной связь в направлении оси Z

и щелкаем по кнопке OK.

Аналогичным образом закрепляем дополнительно 2 точки от смещения бункера в плоскости XOY.

Переходим к формированию нагрузки. Пусть бункер залит доверху жидкостью с удельным весом 2700 кг/м3. Сформируем нагрузку на стенку бункера. Очевидно, в точке соединения цилиндрической и конической частей бункера нормальное давление будет составлять 2700*0.96 = 2592, в основании бункера – 2700* 3.46 = 9342.

Вначале приложим нагрузку к цилиндрической части.

Входим в режим НАГРУЗКИ/СТАТИКА. Выбираем Тип элементаПрямоугольная пластина

Тип нагрузкиНормальное давление

Оставляем активным только слой А

Выбираем опцию Элементы в рамке. Помечаем цилиндрическую часть бункера и щелкаем по кнопке + Нагрузка. В окне появившейся панели задаем фориулу для вычисления нормального давления

Нетрудно проверить, что если в эту формулу 2700*(0.96-z) подставить значение z, соответствующее координате верхней кромки бункера (т.е. 0.96), то получим q=0. А если подставить значение z, соответствующее низу цилиндрической части (т.е. 0), то получим q=2592.

В отличие от цилиндрической части, коническая часть была сгенерирована как оболочка (цилиндрическая часть была сформирована при помощи повторителя). И это дает определенные преимущества при приложении нагрузок к таким объектам. Дело в том, что если оболочка генерируется, то после присоединения конечных элементов к такой оболочке автоматически формируется грузовая поверхность.

Выбираем Тип элементаГрузовая поверхность

Тип нагрузки Нормальное давление

Щелкаем по нижнему коническому маркеру, выделяя тем самым в качестве элемента приложения нагрузки коническую часть бункера.

Щелкаем по кнопке + Нагрузка и задаем выражение для нормального давления, как функцию координаты Z, например

В результате получаем

Очевидно, что формула для вычисления давления осталась той же, что и для цилиндрической части. Лидирующий знак ‘-‘ вызван тем, что программа по своему усмотрению формирует ориентацию грузовой поверхности (эта ориентация зависит от того, куда направлено острие конического маркера грузовой поверхности). Если Вы не угадали с направлением нагрузки, просто удалите ее и создайте снова с обратным знаком.

Теперь осталось сформировать нагрузку от давления вертикального столба жидкости на летку бункера. Суммарный вес, приходящийся на летку, составляет 2700*3.46*3.14*0.52 = 7333.47 кг. Проще всего приложить эту нагрузку, как систему сосредоточенных сил, приложенных к узлам, окаймляющим летку. Поскольку количество таких узлов 18, то величина каждой из сил составит 7333.47/18 = 407.4.

Выбираем Тип элементаУзел

Тип нагрузкиСосредоточенная сила

Выбираем опцию Элементы в рамке. Помечаем узлы, окаймляющие летку бункера и щелкаем по кнопке + Нагрузка. В окне появившейся панели задаем значение нагрузки

В результате получаем

Остается задать толщины конечных элементов и указать свойства материалов. Активируйте опцию главного меню Инструменты/Свойства элементов


Щелкните по зеленой кнопке Создать новую группу материалов и загрузите свойства материалов из базы данных (выберите материал Steel C235 (t=2-20 mm)). В процессе загрузки материала программа запросит единицы измерения, в которых вводятся данные задачи (это программе необходимо, чтобы правильно преобразовать свойства материала, хранящиеся в базе данных). Установите для длин – метры, для сил - килограммы

Щелкните по пиктограмме конечного элемента t14 в колонке Элементы/Group. Щелкните по пустому полю против строки Толщина в колонке Value (правое верхнее окно) и введите толщину элемента. Установите также ссылку на номер группы метериалов

Щелкните по кнопке Выход.

Теперь схема полностью подготовлена к расчету. Найдите на панели инструментов пиктограмму и щелкните по ней. Вы перешли в управляющую контрольную секцию. Выберите опцию Решение/Статический расчет

По окончанию расчета щелкните на панели инструментов по пиктограмме с изображением глаза

Вы вошли в просмотрщик результатов расчета. Щелкните в поле левого древообразного меню по слову Статика (это тот расчет, который был выполнен; если бы были выполнены несколько расчетов, то все они появились бы в этом меню)

Щелкните по выпадающему списку в панели инструментов

и выберите опцию Напряженное состояние. Вберите режим пометки элементов рамкой

и обведите рамкой всю конструкцию. Щелкните по кнопке – интенсивность напряжений