Πώς να μοντελοποιήσετε ένα απλό Warren Truss χρησιμοποιώντας λογισμικό δομικής ανάλυσης

Σειρά μαθημάτων: Δομική ανάλυση (3ό έτος)
Μοντέλο δείγματος: Simple-Warren-Truss.s3d

Το λογισμικό δομικής ανάλυσης είναι ένα ισχυρό εργαλείο για κάθε δομικό μηχανικό. Δίνει στους μηχανικούς έναν εύκολο τρόπο να μοντελοποιήσουν ένα δοκάρι και να χρησιμοποιήσουν τη μέθοδο πεπερασμένων στοιχείων για να υπολογίσουν τις εσωτερικές δυνάμεις μελών κάθε μέλους. Στο σημερινό πρόγραμμα μαθημάτων, πρόκειται να μάθουμε πώς να μοντελοποιούμε ένα ζευκτό σε λογισμικό δομικής ανάλυσης – και να μάθουμε τη διαφορετική τεχνική σημασία αυτού που χτίζουμε. Τα σχέδια μαθημάτων του SkyCiv είναι υπέροχα

Μοντελοποίηση του Τρουστ μας

Ένα ζευκτό είναι μια κατασκευή που χρησιμοποιείται συνήθως στη δομική μηχανική. Εάν δεν είστε εξοικειωμένοι με αυτό, επισκεφθείτε το προηγούμενο άρθρο μας για τύπους κατασκευών ζευκτών.

Για να ξεκινήσετε τη μοντελοποίηση του σκελετού μας, ανοίξτε πρώτα το λογισμικό δομικής ανάλυσης, μπορούμε είτε να χρησιμοποιήσουμε το SkyCiv Truss (απλοποιημένη έκδοση 2D) ή SkyCiv Structural (3ρε, πιο ισχυρή). Και τα δύο είναι διαθέσιμα από εμάς Ταμπλό. Μόλις ανοίξετε το λογισμικό, Άνοιξε Κόμβοι στην αριστερή οθόνη, και αρχίστε να εισάγετε τις συντεταγμένες των κόμβων σας. Αυτά είναι τα σημεία έναρξης και λήξης κάθε μέλους. Προσπαθούμε να χαρτογραφήσουμε τις διαστάσεις του ζευκτού μας, να μοντελοποιήσει ουσιαστικά το ζευκτό. Μπορείτε να το κάνετε αυτό εισάγοντας ένα κάθε φορά, αλλά επέλεξα να χρησιμοποιήσω το φύλλο δεδομένων, ώστε να μπορώ να δω όλες τις εισαγωγές κόμβου και να αντιγράψω και να επικολλήσω:

Επόμενο, θα προσθέσουμε μέλη συνδέοντας τους κόμβους από κάνοντας κλικ και σύροντας μεταξύ των κόμβων:

Από προεπιλογή, Το SkyCiv Truss θα δώσει σε όλα τα μέλη μια καρφιτσωμένη σύνδεση. Αυτό συμβολίζεται με μια μικρή μαύρη κουκκίδα την οποία αν περάσετε πάνω της, θα δείξω “FFFFRR”. Σε Δομικό 3D, θα πρέπει να αλλάξτε χειροκίνητα όλα τα Start Fixity και End Fixity σε “FFFFRR”. Είναι απαραίτητο όλα τα μέλη σας να είναι καρφιτσωμένα, ή τα αποτελέσματα της ανάλυσης του ζευκτού σας μπορεί να είναι λανθασμένα. Θυμάμαι, ανά πάσα στιγμή μπορείτε να συνδεθείτε και να ελέγξετε το δείγμα μοντέλου μας Simple-Warren-Truss.s3d για να δείτε αυτό το παράδειγμα.

Ένας εύκολος τρόπος για να κάνετε αυτήν την αλλαγή είναι μέσω του φύλλου δεδομένων. Όταν κάνετε αίτηση, θα πρέπει να δείτε τις μικρές μαύρες κουκκίδες στα μέλη σας (Το SkyCiv Truss θα τα έχει ενεργοποιημένα από προεπιλογή):

Προσθήκη υποστηρίξεων

Στη δομική μηχανική, χρειαζόμαστε τα μοντέλα μας να είναι στατικός. Αυτή τη στιγμή, το ζευκτό μας δεν συνδέεται με τίποτα, οπότε αν του εφαρμόσουμε φορτία, τίποτα δεν το κρατά ακίνητο. Τα στηρίγματα είναι οι οριακές μας συνθήκες – είναι αυτά που εμποδίζουν την κίνηση του δοκού όταν εφαρμόζονται φορτία. Σκεφτείτε μια γέφυρα ζευκτών, σε κάθε άκρο, συνδέεται με το οικόπεδο. Τα στηρίγματα έχουν επίσης κωδικούς σταθεροποίησης – Αυτά υποδεικνύουν πώς στηρίζεται το ζευκτό. Για παράδειγμα, Η υποστήριξη κυλίνδρων σημαίνει ότι το δοκάρι μπορεί να μετακινηθεί από αριστερά προς τα δεξιά (δηλ. μπορεί μεταφράστε στην κατεύθυνση x).

Μερικές φορές είναι σημαντικό να εφαρμόσετε ένα στήριγμα κυλίνδρου στη μία πλευρά μιας γέφυρας, ώστε η δομή να έχει λίγο από “δίνω”, σε περίπτωση που επεκταθεί. Έτσι, στην αριστερή μας πλευρά, θα δώσουμε τη γέφυρα μας α καρφιτσωμένο στήριγμα και στη δεξιά πλευρά, θα του δώσουμε α στήριγμα κυλίνδρου. Για να προσθέσω αυτό, Φορτία ισοδύναμων επιφανειών Υποστηρίζει κουμπί στην αριστερή οθόνη:

Το Truss μας υποστηρίζεται πλέον επαρκώς, μπορούμε τώρα να προχωρήσουμε στην εφαρμογή φορτίων.

Εφαρμογή φορτίων

Τα φορτία είναι οι δυνάμεις στις οποίες πρέπει να αντέξει το δοκάρι. Για παράδειγμα, το δοκάρι μπορεί να χρειαστεί να αναλάβει το φορτίο ενός φορτηγού 2Τ, Επομένως, πρέπει να χρησιμοποιήσουμε το λογισμικό για να προσομοιώσουμε αυτές τις δυνάμεις και να διασφαλίσουμε ότι το δοκό είναι ασφαλές για κατασκευή. Εδώ θα προσθέσουμε μερικά κατανεμημένα φορτία στην επάνω χορδή της δομής μας:

Επανεξέταση των αποτελεσμάτων σας

Μόλις είστε ευχαριστημένοι με το Truss σας, Κάντε κλικ Λύσει στην επάνω δεξιά γωνία. Στο S3D μπορεί να σας ζητηθεί να προσθέσετε μια ενότητα, απλώς κάντε κλικ στην Επιδιόρθωση για ορισμένες ιδιότητες ονομαστικής ενότητας. Σημείωση: εάν χρειάζεται να προσθέσετε ιδιότητες ενότητας, μπορείτε να το κάνετε αυτό μέσω Ενότητα, αλλά εξετάζοντας τις αντιδράσεις στα στηρίγματα και στην αξονική δύναμη, οι ιδιότητες της ενότητας δεν πρέπει να επηρεάζουν πραγματικά τα αποτελέσματά σας.

Εάν όλα έχουν ρυθμιστεί σωστά, θα πρέπει να μπορείτε να κάνετε κλικ Αξονικός για να αναθεωρήσετε τα αποτελέσματα της αξονικής σας δύναμης. Μια αξονική δύναμη είναι η δύναμη που εφαρμόζεται ως οποιαδήποτε τάση (μέλος που αποσπάται) ή σε συμπίεση (μέλος που σπρώχνεται μέσα). Γενικά ασχολείται με ζευκτά – Η αξονική δύναμη είναι το πιο σημαντικό αποτέλεσμα.

Δεδομένου ότι τα μέλη είναι όλα καρφιτσωμένα και ελεύθερα να περιστρέφονται, σημαίνει ότι όλες οι εσωτερικές δυνάμεις πρέπει να είναι αξονικές. Μπορούμε να το επιβεβαιώσουμε εξετάζοντας τα αποτελέσματα της στιγμής κάμψης. Εκτός από τα κορυφαία μέλη (που έχουν μοιράσει φορτία πάνω τους), όλα τα μέλη του συστήματος έχουν 0 δυνάμεις ροπής κάμψης. Αυτό συμβαίνει γιατί οι μόνες δυνάμεις στα μέλη είναι αξονικές:

Υπολογιστής ζευκτών SkyCiv

SkyCiv Δωρεάν Υπολογιστής ζευκτόντων είναι ένα εργαλείο σχεδιασμού ζευκτών που παράγει τις αξονικές δυνάμεις και τις αντιδράσεις εντελώς προσαρμόσιμων δισδιάστατων δοκών ή δοκών. Ή για να αξιοποιήσουμε στο έπακρο τους δυνατούς μας Λογισμικό Truss, εγγραφείτε σήμερα για να ξεκινήσετε!