open all | close all

Вы имеете возможность надежный купить уличный фонарь и здесь заказать. .

4.4.5. Задание произвольных динамических воздействий

Нагрузки, задаваемые в данном режиме, используются только в варианте расчета Произвольное динамическое воздействие.

Войдите в режим ПРОИЗВ.ДИНАМ.. На экране появится меню

Нагрузки режима Произволного динамического воздействия всегда так или иначе приводятся к системе сосредоточенных сил, прикладываемых к узлам конструкции. Сосредоточенные силы могут быть заданы пользователем явно или опосредовано через грузовые поверхности (см. Нагрузки, прикладываемые к грузовым поверхностям и оболочкам). Силы, задаваемые явно и через грузовые поверхности, могут быть заданы в рамках одного загружения. Есть также специальные типы нагружений, в которых участвует вся конструкция целиком, например движение основания конструкции, сейсмическое и ветровое воздействия. Программа предоставляет очень удобную возможность задания такой нагрузки (будем называть такую нагрузку структурной). Структурная нагрузка не может быть задана одновременно с силами, задаваемыми явно или через грузовые поверхности. Во время расчета заданные или вычисленные соответствующим образом силы умножаются на функции времени, определенные типом динамического воздействия.

Выберите тип элемента, к которому будет прикладываться нагрузка. Кликните по кнопке Тип элемента. На экране появится выпадающий список пиктограмм:

Пиктограмма Название
   узел
   грузовая поверхность
   конструкция в целом

Выберите подходящую пиктограмму.

Если в качестве элемента выбран узел, есть единственная возможность задания нагрузки - это сосредоточенная сила. Кликните по кнопке Тип нагрузки. На экране появится выпадающий список, состоящий из одной пиктограммы:

Пиктограмма Название
   сила

Кликните по этой пиктограмме. Для задания узловой нагрузки пометьте узлы, к которым прикладывается нагрузка, и кликните по команде + Нагрузка. Введите компоненты нагрузки, подтверждая каждое число щелчком по клавише OK.

Если в качестве элемента приложения нагрузки выбрана грузовая поверхность, кликните по кнопке Тип нагрузки и выберите тип прикладываемой нагрузки. На экране появится выпадающий список пиктограмм:

Пиктограмма Нагрузка
    произвольная распределенная нагрузка;
    распределенная нагрузка, нормальная к грузовой
    поверхности;
    ветровая нагрузка;
    сила, нормальная к грузовой поверхности;
    сила и момент, действующие на грузовую
    поверхность.

Произвольная распределенная нагрузка

определяется своими компонентами как функциями от координат x, y и z. Нагрузка всегда задается в глобальной системе координат. При задании распределенной нагрузки, допустимо использование любых алгебраических выражений (см. Калькулятор системы). Нагрузка может быть приложена как к грузовым поверхностям, так и к оболочкам.

Распределенная нагрузка, нормальная к грузовой поверхности

определяется как функция от координат x, y и z. Положительное значение нагрузки совпадает с направлением, указываемым маркером грузовой поверхности. Нагрузка может быть приложена как к грузовым поверхностям, так и к оболочкам.

Ветровая нагрузка

При выборе ветрового воздействия, на экране появляется панель

Задайте тип местности A, B или C в соответствии с СНиП 2.01.07-85 (Пульсационный ветер); угол в градусах между направлением действия ветрового потока и глобальной осью X (поток всегда действует в горизонтальной плоскости; для плоских задач угол может иметь значение или 0 или, 180 град.); нормативное ветровое давление (задается в тех же единицах, что и исходные данные задачи); отметку над уровнем земли, соответствующую координате z=0 (задается в тех же единицах, что и исходные данные задачи; этот параметр необходим для правильного вычисления коэффициента высотности); аэродинамический коэффициент; коэффициент пространственной корреляции.

Ветровая нагрузка всегда прикладывается нормально к грузовой поверхности. Угол между направлением действия ветрового потока и глобальной осью X нужен только для графического отображения ветровой нагрузки. Если значение аэродинамического коэффициента положительно, то действие нагрузки совпадает с направлением, указываемым маркером грузовой поверхности. Если значение аэродинамического коэффициента отрицательно - действие нагрузки направлено в противоположную сторону. Величина нагрузки формируется путем умножения значения ветрового напора на аэродинамический коэффициент, коэффициенты высотности и пульсации, зависящие от ветрового района (см. Пульсационный ветер) и на коэффициент пространственной корреляции. При вычислении коэффициентов высотности и пульсации программа всегда предполагает, что координата z направлена вверх. Коэффициент пространственной корреляции должен быть одинаковым для всех ветровых нагрузок в пределах одного загружения.

Если для задания аэродинамического коэффициента или коэффициента пространственной корреляции воспользоваться кнопкой подсказки , на экране рядом с панелью нагрузки появится выпадающий список пиктограмм

Пиктограмма Схема зданий
    Плоскость
    Здания с двускатными покрытиями
    (ветер сбоку)
    Здания с двускатными покрытиями
    (ветер с торца)
    Здания со сводчатыми покрытиями
    (ветер сбоку)
    Здания со сводчатыми покрытиями
    (ветер с торца)
    Здания с продольным фонарем
    (ветер сбоку)
    Здания с продольным фонарем
    (ветер с торца)
    Здания с продольными фонарями
    (ветер сбоку)
    Здания с шедовыми покрытиями
    (ветер сбоку)
    Здания, постоянно открытые с
    одной стороны
    Здания, постоянно открытые с
    одной стороны
    Уступы зданий
    Уступы зданий
    Двускатные навесы
    Двускатные навесы
    Односкатные навесы
    Односкатные навесы

После выбора соответствующей пиктограммы на экране появится окно вида

Переведите локатор в поле окна и, нажав колесо мыши и перемещая ее, поверните изображение, чтобы оно приняло удобный ракурс. Подведите локатор к одной из букв (буква подсветится красным цветом) и щелкните по левой клавише мыши. В появившемся окне задайте значение соответствующего параметра. После того, как заданы значения всех параметров, подведите локатор к поверхности, аэродинамический коэффициент которой вы хотите получить – на фоне объекта появится искомое значение. Сделайте двойной щелчок на выбранном поле объекта – вычисленное значение перенесется в соответствующее поле панели нагрузки.

Сила, нормальная к грузовой поверхности

Положительное значение силы совпадает с направлением, указываемым маркером грузовой поверхности. Сила прикладывается к центру тяжести грузовой поверхности. Нагрузка может быть приложена как к грузовым поверхностям, так и к плоским оболочкам.

Сила и момент

Сила прикладывается к центру тяжести грузовой поверхности. Компоненты нагрузки всегда задаются в глобальной системе координат. Если для передачи усилий на узлы конструкции используется метод мембраны, то сила должна быть нормальна к грузовой поверхности, а момент должен лежать в ее плоскости. Нагрузка может быть приложена как к грузовым поверхностям, так и к плоским оболочкам.

Если в качестве элемента приложения нагрузки выбрана конструкция в целом, кликните по кнопке Тип нагрузки и выберите тип прикладываемой нагрузки. На экране появится выпадающий список пиктограмм:

Пиктограмма Нагрузка
    движение основания с заданным ускорением;
   
    ветровая пульсационная нагрузка;
   
    сейсмическое воздействие;
   

Нагрузки Движение основания, Пульсационное ветровое воздействие и Сейсмическое воздействие формируются как полный комплекс сосредоточенных сил, определяющих выбранный тип воздействия. Т.е. нажатием одной кнопки + Нагрузка формируется сразу вся нагрузка. Если ранее в рамках данного загружения были приложены какие-либо нагрузки к узлам конструкции или к грузовым поверхностям, они в пределах активного загружения предварительно уничтожаются.

Для задания нагрузки Движение основания выберите соответствующую пиктограмму. Кликните по команде + Нагрузка. На экране появится панель

Введите значения направляющих косинусов оси, вдоль которой происходит движение (значения косинусов не обязательно должны быть нормированы на 1).

Для задания нагрузки Пульсационное ветровое воздействие выберите соответствующую пиктограмму. Кликните по команде + Нагрузка. На экране появится панель

Введите номер статического загружения, соответсвующего нормативной статической ветровой компоненте (это загружение должно быть подготовлено заранее). Выберите тип местности (см. Пульсационный ветер). Задайте отметку, соответствующую координате Z=0 над уровнем земли (моря) и коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра в соответствии с Пульсационный ветер. Кликните по кнопке OK. Нагрузка формируется простым умножением статической ветровой компоненты на коэффициент пульсаций скорости ветра (Пульсационный ветер) и коэффициент пространственной корреляции. Особенностью данной структурной нагрузки является то, что статическая ветровая компонента может быть задана только сосредоточенными силами, нагрузками, приложенными к грузовым поверхностям и местными ветровыми нагрузками, приложенными к стержневым элементам.

Для задания нагрузки Сейсмическое воздействие выберите соответствующую пиктограмму. Кликните по команде + Нагрузка. На экране появится панель

Выберите направление сейсмического воздействия вдоль одной из главных осей (X, Y, Z). Установите сейсмический балл по шкале Рихтера. Введите коэффициент допускаемых повреждений (K1), коэффициент конструктивных решений (K2) и коэффициент конструктивных решений (Ky). Кликните по кнопке OK. Нагрузка формируется в соответствии с формулой

где А - коэффициент бальности (см. Сейсмика), g – ускорение свободного падения, mk – масса, приведенная к k-му узлу.

Для удаления нагрузки пометьте узлы или маркеры грузовых поверхностей, с которых снимается нагрузка, и кликните по команде + Удалить. Нагрузки удаляются только в пределах активного загружения. Если активное загружение и является структурной нагрузкой, то нажатие кнопки + Удалить приводит к удалению всей нагрузки данного загружения.

Заметим, после выбора типа нагрузки и исполнения команды + Нагрузка программа формирует только амплитуды соответствующих динамических усилий. Поэтому, даже если в качестве типа нагрузки выбраны Пульсационный ветер или Сейсмика, это не избавляет пользователя от необходимости задания типа воздействия (команда + Воздействие, пиктограммы Спектр Давенпорта для ветра или Сейсмическое воздействие для сейсмики).

Для задания типа воздействия активируйте команду Воздействие. На экране появится выпадающий список пиктограмм:

Пиктограмма Название
   свободные колебания с заданными начальными условиями
   импульс
   импульс конечной длительности
   импульс треугольной формы
   внезапно приложенная нагрузка
   нагрузка, возрастающая пропорционально времени вплоть
   до некоторого момента
   синусоидальное воздействие конечной длительности
   синусоидальное воздействие конечной длительности
   + внезапно приложенная сила
   серия повторяющихся прямоугольных импульсов
   пилообразная нагрузка
   гармоническое возбуждение с амплитудой, возрастающей
   пропорционально времени вплоть до некоторого момента
   гармоническое возбуждение с частотой, возрастающей
   пропорц. времени и амплитудой, возрастающей пропорц.
   квадрату времени вплоть до некоторого момента
   нагрузка, заданная полиномом по степеням времени
   пакет синусоидальных волн
   воздействие, заданное таблицей
   стационарный случайный процесс, спектральная функция
   которого задана полиномом по степеням частоты
   стационарный случайный процесс, спектральная функция
   которого определена спектром Давенпорта
   стационарный случайный процесс, спектральная функция
   которого определена спектром Пановского
   сейсмическое воздействие

Выберите подходящую пиктограмму. На экране появится панель вида

Если движение начинается с ненулевыми начальными условиями, укажите либо номер статического загружения, вызывающего начальную деформацию системы, либо включите соответствующий флаг Start displacement. Если отдельные точки системы имеют начальную скорость, - включите флаг Start speed. Включение этих флагов потребует от вас в дальнейшем явно задать начальные смещения и/или скорости узлов конструкции. Задайте значение декремента затухания* (если заполнена таблица Поглощение энергии, то для тех форм колебаний, для которых задан коэффициент поглощения энергии, декремент затухания будет вычислен на основе этих значений). Задайте время процесса. Задайте шаг выдачи результатов по времени (с этим шагом будут строиться графики изменения параметров системы). Задайте параметры воздействия (в случае импульсного воздействия задается только один параметр - значение импульса; для разъяснения параметров других воздействий - воспользуйтесь системой подсказки). Кликните по кнопке OK. Заметьте, что установленные параметры воздействия распространяются только на активное загружение.

Если выбрано воздействие, заданное таблицей,

выберите в выпадающем списке имя текстового файла, содержащего список пар чисел <время>, <ордината>, определяющих процесс воздействия. Числа могут отделяться друг от друга запятой или пробелом. Количество пар чисел произвольное. Текстовый файл должен иметь расширение *.txt и находиться в рабочем директории решаемой задачи. Для ввода параметров воздействия вручную - кликните по кнопке Создать новую.... На экране появится таблица

В первой колонке задаются значения моментов времени, во второй - соответствующие им ординаты функции воздействия. Введенный список значений должен быть сохранен в файл, которому автоматически будет присвоено расширение *.txt.

Если на панели типа воздействия включить флаг Сплайн, программа проведет через заданные точки кубический сплайн.

Если в качестве Типа нагрузки выбрано Движение основания (пиктограмма ), то все параметры Воздействия интерпретируются как ускорения.

Если в качестве Типа нагрузки выбрано Пульсационное ветровое воздействие (пиктограммы или ), то в качестве Воздействия обязательно должен быть выбран спектр Давенпорта (пиктограмма ).

Если в качестве Типа нагрузки выбрано Сейсмическое воздействие (пиктограмма ), то в качестве Воздействия обязательно должен быть выбран спектр сейсмического воздействия (пиктограмма ).

Стационарные случайные воздействия моделируются набором гармоник, амплитуды которых вычисляются в соответствии со спектральной плотностью процесса, а фазы равномерно распределены в интервале [0,2p]. Стационарное случайное воздействие определяется интервалом частот, на котором задана спектральная плотность, числом гармоник, представляющих случайный процесс и некоторым произвольным целым числом, определяющим случайное распределение фаз гармоник. Так, например, для ветровых пульсаций панель Воздействия выглядит следующим образом

Окно Частотный интервал служит для задания верхней границы частотного интервала (нижняя граница всегда предполагается равной 0). Частотный интервал должен охватывать область частот, в которой спектральная плотность имеет существенные значения. Окно Число гармоник задает количество частот, участвующих в формировании стационарного случайного процесса. Программа распределяет гармоники равномерно на заданном интервале частот. Количество гармоник следует выбирать таким образом, чтобы в окрестности каждого всплеска на кривой Амплитудно-частотной характеристики размещалось не менее 3-х, 4-х гармоник (более подробно см. Расчет на стационарные случайные воздействия). Параметр Индекс определяет случайное распределение фаз гармоник. Он может принимать целые значения 1, 2, 3,… Задавая разные значения индекса можно получить различные реализации стационарного случайного процесса.

Если хотя бы для одного типа воздействия установлены начальные условия по перемещениям, войдите в режим НАЧ.СМЕШЕНИЕ. На экране появится меню

Установите номер соответствующего загружения. Пометьте узлы, имеющие одинаковые начальные смещения. Кликните по команде + Смещение. Задайте компоненты начального смещения. Начальные смещения могут быть заданы только для узлов, в которых есть сосредоточенные массы.

Если хотя бы для одного типа воздействия установлены начальные условия по скорости, войдите в режим НАЧ.СКОРОСТЬ. На экране появится меню

Установите номер соответствующего загружения. Пометьте узлы, имеющие одинаковую начальную скорость. Кликните по команде + Скорость. Задайте компоненты начальной скорости. Начальная скорость может быть задана только для узлов, в которых есть сосредоточенные массы.

*логарифмический декремент затухания d связан с критическим отношением поглощения z (critical damping ratio - c/cc) соотношением