1. Графический редактор

1.1. Конечные элементы

В рамках одого расчета могут сочетаться как балочные, так оболочечные и объемные конечные элементы. Программа обрабатывает следующие типы конечных элементов:

• балочный элемент
• балочный шарнирный элемент
• треугольный оболочечный
• прямоугольный оболочечный
• тетраэдрический объемный элемент
• призматический объемный элемент
• масса с полным набором степеней свободы
• масса воль оси Х
• масса воль оси Y
• масса воль оси Z
• вантовый конечный элемент
• динамический гаситель колебаний вдоль оси Х
• динамический гаситель колебаний вдоль оси Y
• динамический гаситель колебаний вдоль оси Z
• одноточечная упругая линейная связь
• одноточечная упругая угловая связь
• одноточечная нелинейная упругая связь
• односторонняя жесткая связь
• псевдоэлемент плиты основания
• треугольный элемент двухпараметрового упругого основания
• прямоугольный элемент двухпараметрового упругого основания
• предварительно напряженный элемент тяги
• псевдоэлемент антенны

1.2. Генерация оболочек

Программа позволяет формировать различного рода оболочки, покрывая их высококачественными треугольными сетками. Различаются 8 типов генерации объектов:

Генерация сфер

Сфера генерируется слоями, плоскости которых параллельны главной координатной плоскости XOY и имеет два полюса, лежащие на линии параллельной оси Z.

Генерация поверхностей вращения

Уравнение оболочки задается как зависимость радиуса оболочки от линейной координаты вдоль оси оболочки, отмеренной от ее начала. Оболочка генерируется слоями, плоскости которых перпендикулярны оси оболочки. Все слои имеют одинаковое количество делений по окружности. Оболочка генерируется таким образом, что размеры ячеек сетки в направлении меридиональной и циклической координат в любой точке оболочки одинаковы.

Генерация пологих оболочек вращения

Уравнение оболочки задается как зависимость высоты точки оболочки над плоскостью, перпендикулярной оси оболочки и проходящей через начало оболочки, от радиуса. Оболочка генерируется слоями, плоскости которых перпендикулярны оси оболочки. Каждый слой большего радиуса имеет на 6 ячеек больше, чем предшествующий ему. Оболочка генерируется таким образом, что размеры ячеек сетки в направлении меридиональной и циклической координат в любой точке оболочки одинаковы.

Генерация трансляцией

Поверхность такой оболочки образуется трансляцией образующей кривой вдоль некоторой направляющей. Типичный пример такой поверхности - тор.

Генерация плоскостей

Перед началом генерации должен быть сформирован контур генерируемой области с подробной его разбивкой. Контур генерируемой области может быть многосвязным. Для регуляции сгущений/разряжений сетки внутри генерируемой области, можно вводить концентраторы и фиксированные узлы, т.е. узлы, с фиксированными координатами.

Генерация поверхностей второго порядка

Если поверхность описывается уравнением второго порядка (эллипсоид, параболоид, гиперболоид), то достаточно задать контур генерируемой поверхности. Программа сама определит уравнение поверхности и натянет на нее треугольноую сетку наилучшим образом. Контур генерируемой поверхности может быть многосвязным. Для регуляции сгущений/разряжений сетки внутри генерируемой области, можно вводить концентраторы и фиксированные узлы, т.е. узлы, с фиксированными координатами.

Генерация поверхностей заданных алгебраическим выражением

Перед началом генерации должен быть сформирован контур генерируемой области. Уравнение поверхности задается как функция z=z(x,y) в некотором локальном базисе. Контур генерируемой поверхности может быть многосвязным. Для регуляции сгущений/разряжений сетки внутри генерируемой области, можно вводить концентраторы и фиксированные узлы, т.е. узлы, с фиксированными координатами.

Генерация поверхностей в сборке

Позволяет генерировать сборки оболочечных конструкций, составленных их плоскостей. Генерация в сборке не требует предварительной разбивки контуров плоскостей, образующих конструкцию. Программа сама обеспечивает сопряжение плоскостей, имеющих общую границу. Контура генерируемых областей могут быть многосвязными. Можно вводить концентраторы для регуляции сгущений/разряжений сетки внутри и на контурах генерируемых областей.

Построение пересечений

Программа позволяет строить пересечения оболочек друг с другом и с линиями, а также рассекать их другими объектами.

1.3. Грузовые поверхности

Грузовые поверхности не являются элементами расчетной схемы. Это лишь вспомогательное средство, облегчающее процедуру передачи усилий на конструкцию, вызванных действием различных распределенных нагрузок. Программа отыскивает все плоскости, которые могут быть наложены на предварительно помеченные линии скелетона и строит на них огибающие контуров связных областей. В последующем, к образованным таким образом поверхностям, могут быть приложены различные распределенные нагрузки. Распределенная нагрузка, передаваемая на конструкцию через грузовую поверхность, преобразуется к системе сил, определяемых либо как реакции на движение грузовой поверхности как абсолютно твердого тела, либо грузовая поверхность заменяется гибкой мембраной.

Грузовые поверхности позволяют автоматизировать задание распределенных ветровыхнагрузок нагрузок на балочные клетки и т.п.

1.4. Внешние связи

Программа предоставляет возможность наложить внешние связи несколькими способами:

• связи направлены вдоль главных ортов системы
• направление действия связи задается направляющими косинусами
• связи направлены на ориентирующий узел
• действие связей направлено перпендикулярно оси, выходящей из заданного узла
• действие связей направлено касательно к окружности, ось которой выходит из заданного узла
• направление действие связей нормально к поверхности, образованной треугольными конечными элементами

Односторонние и упругие связи рассматриваются в данной программе как конечные элементы.

1.5. Нагрузки

К расcчитываемой конструкции могут быть приложены статические, динамические, параметрические, а также подвижные статические нагрузки, используемые для накатки линий влияния и подвижные динамические нагрузки. По способу приложения нагрузки могут быть разделены на 4 группы:

Узловые нагрузки. Это сосредоточенные силы, сосредоточенные моменты и смещения опор.

Локальные нагрузки. - нагрузки, прикладываемые непосредственно к конечным элементам. Это могут быть также сосредоточенные силы и моменты, распределенные нагрузки постоянные, переменные, меняющиеся по известному закону, заданные на всем конечном элементе или на его части, собственный вес, температурные нагрузки (в том числе и перепад температур), ветровые нагрузки.

нагрузки, прикладываемые к стержню:

нагрузки, прикладываемые к треугольному оболочечному элементу:

нагрузки, прикладываемые к прямоугольному оболочечному элементу:

нагрузки, прикладываемые к вантам:

нагрузки, прикладываемые к тетраэдрическим объемным элементам:

нагрузки, прикладываемые к призматическим объемным элементам:

нагрузки, прикладываемые к элементу тяги:

нагрузки, прикладываемые к псевдоэлементу антенны:

нагрузки, прикладываемые к треугольному элементу двухпараметрового упругого основания:

нагрузки, прикладываемые к прямоугольному элементу двухпараметрового упругого основания:

нагрузки, прикладываемые к элементу массы:

Нагрузки, прикладываемые к грузовым поверхностям. Это могут быть распределенные нагрузки, меняющиеся по заданному закону, ветровые нагрузки, результирующие усилия и моменты. Программа оперирует с двумя типами грузовых поверхностей: поверхности (плскости) сформированные пользователем явно и поверхности оболочек. Первые используются как вспомогательное средство для передачи распределенных нагрузок на узлы конструкции. Вторые позволяют работать с поверхностью оболочки как с единым объектом.

Структурные нагрузки. Это нагрузки, прикладываемые целиком ко всей конструкции, например: ускорение, ветер, сейсмическое воздействие. Особенностью структурных нагрузок является то, что для их задания нет необходимости выделять отдельные элементы (узлы, конечные элементы, грузовые поверхности) – нагрузка задается сразу в целом на всю конструкцию.

Подвижные нагрузки. Подвижная нагрузка представляет собой последовательность вертикальных сил, привязанных к некоторому маршруту, по которому данная нагрузка может перемещаться. Одновременно может быть сформировано несколько маршрутов движения нагрузки. При необходимости можно синхронизировать вхождение нагрузок на различные маршруты, задавая относительное время запаздывания вхождения нагрузки на маршрут.

2. Редактор стержневых сечений

Программа располагает очень простым и удобным редактором сечений. Поддерживается формирование двух типов сечений:

Произвольные сечения. Контур произвольного сечения формируется в виде замкнутых многоугольников и окружностей. В вершины многоугольников могут быть вписаны закругления. Программа поддерживает обработку многосвязных (имеющих отверстия) сечений. В сечении стержня может быть задана продольная арматура.

Особенностью режима обработки произвольных сечений является то, что момент инерции свободного кручения вычисляется путем непосредственного решения задачи Пуассона для заданного контура. Программа автоматически производит триангуляцию области сечения и решает задачу теории кручения стержней методом конечных элементов.

Тонкостенные сечения. Тонкостенное сечение формируется в виде последовательности связанных друг с другом прямых отрезков. Сечение может быть многосвязным (состоять из нескольких замкнутых контуров) и иметь ветвления. В углы сопряжения пар отрезков могут быть вписаны закругления.

Все характеристики сечения вычисляются в предположении, что толщина стенок сечения значительно меньше его габаритных размеров. Программа вычисляет все секториальные характеристики сечений, положение центра изниба, строит эпюры секториальных площадей.

Программа поддерживает формирование сортаментов и ведение базы данных стержневых сечений.