Πώς να μοντελοποιήσετε και να αναλύσετε μια δομή ανύψωσης καλωδίων
Μάθετε πώς να κάνετε μια ανάλυση καλωδίων σε μια κατασκευή με αυτό το απλό σεμινάριο. Εξετάζοντας τον τρόπο μοντελοποίησης του πλαισίου, εφαρμόστε φορτία για την προσομοίωση εξοπλισμού και άλλων νεκρών φορτίων, πριν αναλύσετε τη δομή χρησιμοποιώντας το λογισμικό FEA της SkyCiv.
Η περιγραφή θα εξετάσει επίσης κοινά προβλήματα με την επίλυση καλωδίων.
Μοντελοποιήστε το ατσάλινο πλαίσιο σας
Ας ξεκινήσουμε κατασκευάζοντας ένα απλό πλαίσιο, αυτό θα είναι αυτό που σηκώνουμε χρησιμοποιώντας τα στοιχεία καλωδίου. Θα αξιοποιήσουμε στο έπακρο τις παρακάτω χρήσιμες λειτουργίες μοντελοποίησης:
- Εργαλείο πένας – μοντελοποιήστε γρήγορα χρησιμοποιώντας το εργαλείο στυλό
- Πολλαπλή επεξεργασία – κρατήστε πατημένο το CTRL και σύρετε το ποντίκι για να επιλέξετε και να επεξεργαστείτε πολλαπλά μέρη του μοντέλου σας
- Ενότητες αναζήτησης – γρήγορη προσθήκη ενοτήτων από τη βιβλιοθήκη μας σε δευτερόλεπτα, χρησιμοποιώντας αναζήτηση
- Φορτία περιοχής – μονόδρομος, αμφίδρομα φορτία και φορτία ανέμου που υπολογίζονται αυτόματα (και αναπροσαρμόστε!) τις παραπόταμους περιοχές των μελών.
Προσθήκη στοιχείων καλωδίου
Τώρα λοιπόν προσθέτουμε τα καλώδια. Τα καλώδια είναι μη γραμμικά στοιχεία, οπότε προστίθενται βασικά με τον ίδιο τρόπο που θα προσθέτατε οποιοδήποτε άλλο μέλος. Η κύρια διαφορά είναι ότι τα καλώδια δεν είναι ποτέ σε συμπίεση, έχουν μηδενική κάμψη, στρεπτική ή διατμητική ικανότητα (είναι μόνο ένταση) και συχνά παρουσιάζουν μεγάλες μετατοπίσεις και μη γραμμική συμπεριφορά. Έτσι, η ανάλυση αυτών των τύπων στοιχείων αντιμετωπίζεται ελαφρώς διαφορετικά από τα κανονικά στοιχεία χάλυβα που έχουν αντοχή σε κάμψη και άλλη αντοχή.
Η μοντελοποίηση των στοιχείων του καλωδίου γίνεται με τον ίδιο τρόπο με οποιοδήποτε άλλο στοιχείο. Ωστόσο, όταν εκχωρείτε τα χαρακτηριστικά, Ενεργοποιήστε τα ισοδύναμα κατανεμημένα φορτία για να δείτε πώς κατανέμονται τα φορτία Τύπος: Καλώδιο. Αυτό θα αντιστοιχίσει αυτόματα το στοιχείο με καρφιτσωμένα άκρα και θα αντιμετωπιστεί ως στοιχείο καλωδίου στον επιλύτη.
Άνοιγμα της προβολής Renderer, δείχνει καθαρά τα στοιχεία του καλωδίου (σε αυτό το μοντέλο, συμβολίζεται ως αναγνωριστικό ενότητας 2).
Εφαρμογή εξοπλισμού και άλλων φορτίων
Η εφαρμογή φορτίων εξοπλισμού στη δομή του πλαισίου σας είναι η ίδια όπως στα κανονικά μοντέλα ανάλυσης. Σε αυτή την περίπτωση έχουμε εφαρμόσει φορτίο εξοπλισμού (χρησιμοποιώντας αμφίδρομα φορτία περιοχής) και κάποιο άλλο νεκρό φορτίο (χρησιμοποιώντας μονόδρομα φορτία περιοχής).
Εκτέλεση μη γραμμικής ανάλυσης και επιδιόρθωση θεμάτων ευστάθειας
Τα καλώδια συνήθως υφίστανται μεγάλες παραμορφώσεις όταν υποβάλλονται σε σημαντικά φορτία. Η γεωμετρική μη γραμμικότητα εξηγεί τις αλλαγές στη γεωμετρία του καλωδίου καθώς παραμορφώνεται. Η αρχική υπόθεση της γραμμικότητας στην απόκριση του καλωδίου (όπως στη γραμμική στατική ανάλυση) καθίσταται άκυρη όταν οι παραμορφώσεις γίνονται σημαντικές.
Είναι απαραίτητο να χρησιμοποιείται μια μη γραμμική ανάλυση όταν υπάρχουν στοιχεία καλωδίου, αφού η μη γραμμική ανάλυση λαμβάνει υπόψη αυτές τις γεωμετρικές αλλαγές και παρέχει πιο ακριβή αποτελέσματα. Όταν φορτώνετε ή τεντώνετε ένα καλώδιο, μετά από κάθε βήμα η κατασκευή έχει μετακινηθεί τόσο πολύ που τα φορτία δεν εφαρμόζονται απαραίτητα στην ίδια θέση με πριν.
Επομένως, για αυτή τη δομή θα χρειαστεί να κάνουμε μια μη γραμμική ανάλυση. Σημείωση: εάν ο χρήστης επιλέξει Γραμμική στατική ανάλυση, θα επανέλθει αυτόματα σε μη γραμμική ανάλυση.
Επανεξέταση των αποτελεσμάτων
Μόλις ολοκληρωθεί επιτυχώς η ανάλυση, είναι καλή ιδέα να ελέγξετε τις παραμορφώσεις σε (ένα) βεβαιωθείτε ότι οι αριθμοί είναι λογικοί και (σι) ζωντανέψτε την εκτροπή της δομής για να δείτε αν παραμορφώνεται με τρόπο που θα περιμένατε. Εάν τα στοιχεία καλωδίου δεν επιλύονται σωστά, θα δείτε οδοντωτές καμπύλες εκτροπής και θα μπορούσε να είναι ένδειξη ότι τα καλώδια είναι υπό ή υπερφορτωμένα.
Ένα καλωδιακό στοιχείο καλωδίου πρέπει να είναι ομαλό, κρεμώντας και εμφανίζοντας παραμορφώσεις μόνο με τάση, όπως φαίνεται στο παράδειγμα μοντέλου:
Άλλο ένα αποτέλεσμα που αξίζει να αναθεωρηθεί, είναι η αξονική τάση στους τένοντες του καλωδίου. Προφανώς, αφού το καλώδιο δεν έχει ικανότητα διάτμησης ή κάμψης, όλη η δύναμη μεταφέρεται μέσω τάσης στο στοιχείο. Από προεπιλογή, η δομή θα επισημαίνει τυχόν τάσεις που υπερβαίνουν την απόδοση του υλικού/τελική αντοχή. Μπορείτε επίσης να εισάγετε το δικό σας προσαρμοσμένο επιτρεπόμενο άγχος, ώστε να μπορείτε εύκολα να εντοπίσετε στοιχεία που υπερβαίνουν τα όρια άγχους σας:
Ένα άλλο αποτέλεσμα που αξίζει να εξετάσετε είναι η επιμήκυνση στο καλώδιο σας. Παρόμοιο με το αποτέλεσμα παραμόρφωσης που εξετάστηκε προηγουμένως, ωστόσο σε αυτή την περίπτωση εξετάζουμε πόσο έχει τεντώσει το καλώδιο. Υπάρχουν συχνά όρια στο τι είναι αποδεκτό όταν πρόκειται για το σχεδιασμό καλωδίων. Η ανάλυση μετατόπισης βοηθά στην αξιολόγηση της συμπεριφοράς του καλωδίου υπό διαφορετικές συνθήκες φορτίου και διασφαλίζει ότι οι μετατοπίσεις είναι εντός των επιτρεπόμενων ορίων.
Για αυτό, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την ανάλυση ενός μέλους και να την ενεργοποιήσουμε Τοπική μετατόπιση Χ που θα μας δώσει την ολική απόκλιση στο καλώδιο κατά τον δικό του άξονα. Στο παρακάτω παράδειγμα, το καλώδιο επιμηκύνεται κατά 2.1164 ίντσες:
Συνήθης επίλυση προβλημάτων στην ανάλυση καλωδίων
Εάν η δομή του καλωδίου σας δεν επιλύεται (πολλές φορές λόγω αστάθειας ή αδυναμίας σύγκλισης), Εδώ είναι μερικά κοινά πράγματα που πρέπει να ελέγξετε ή να δοκιμάσετε:
- Ελέγξτε το μέγεθος της διαμέτρου
- Ελέγξτε ότι τα καλώδια δεν είναι υπερ/υπερφορτωμένα
- Μειώστε την Ακρίβεια Σύγκλισής σας
- Προσθέστε επιπλέον υποστηρίξεις
- Ελέγξτε τα άλλα μέλη σας
Συχνές ερωτήσεις
Η πτώση του καλωδίου υπολογίζεται λαμβάνοντας υπόψη το αυτο-βάρος του καλωδίου και τα εφαρμοζόμενα φορτία, που προκαλούν εκτροπή. Οι μηχανικοί συνήθως χρησιμοποιούν αλυσοειδείς εξισώσεις ή αριθμητικές μεθόδους για να προσδιορίσουν το σχήμα και τη χαλάρωση του καλωδίου υπό συγκεκριμένες συνθήκες φόρτωσης.
Ναί, μπορείτε να εφαρμόσετε ένα φορτίο προέντασης σε ένα στοιχείο καλωδίου
Ναί, Ωστόσο, το λογισμικό θα χειριστεί αυτόματα αυτό για εσάς. Σε άλλο λογισμικό, το στοιχείο καλωδίου μπορεί να σπάσει σε μικρότερα στοιχεία, το οποίο μπορεί να είναι δύσκολο να προσαρμοστεί. Το SkyCIv θα διατηρήσει το στοιχείο ως ένα μόνο μέλος, και χωρίζει μόνο το στοιχείο στην πλευρά του λύτη – διευκολύνει το μοντελισμό και τις αλλαγές.
