Введение
В Модель пластины FE тип площади нагрузки использует конечный элемент SkyCiv (FE) решатель для распределения нагрузки по площади до эквивалентных нагрузок на ее опорные элементы.
Подмодель пластины КЭ строится и анализируется автоматически., а диаграмма поперечной силы элементов используется для определения эквивалентных нагрузок на элементы..
Зональная нагрузка подмодели пластины FE предлагает следующие преимущества по сравнению с другими типами зональной нагрузки.:
- Может обрабатывать сложные многоугольники.
- Может распределять нагрузки на части непрерывных элементов.
- Может обрабатывать формы с открытыми краями.
Подмодель пластины FE имеет следующие ограничения.:
- Нагрузки могут быть приложены к одному «отсеку». (многоугольник) Только
Метод расчета – Подмодель пластины FE
Подмодель пластины FE создается автоматически следующим образом..
Нагрузка на площадь определяется Идентификаторы угловых узлов:
Учитывая эти Идентификаторы угловых узлов, элементы по периферии обнаруживаются и добавляются в подмодель (члены интерьера нет обнаружено или добавлено). В Угловые узлы, добавлены опоры для штифтов:
Внутри области создается пластина. Пластина зацеплена и приложена сжимающая нагрузка.:
Модель решена, предоставление диаграмм поперечной силы стержня, а также реакции поддержки:
Эквивалентные нагрузки определяются на основе диаграммы поперечной силы., а также реакции.
Каждое ступенчатое изменение диаграммы поперечной силы дает значение эквивалентной точечной нагрузки.. В точках поддержки, комбинация шага поперечной силы и силы реакции используется для расчета эквивалентной точечной нагрузки..
Работа с зональными нагрузками модели пластины FE в Structural 3D
Нагрузки на площадь модели пластины FE можно найти в разделе «Нагрузки на площадь»., Тип = Модель пластины FE.
Требуются следующие входные данные:
- Идентификаторы угловых узлов – список узлов в модели.
- Узлы должны образовывать закрытую область.
- Не обязательно, чтобы элементы присутствовали на всех краях.
- К каждому узлу должен быть прикреплен хотя бы один член.
- Величина давления
- Давление, которое необходимо применить (перпендикулярно площади)
- Идентификатор материала пластины
- Идентификатор материала в S3D-модели, который будет использоваться для пластины в подмодели FE Plate.
- Толщина пластины
- Толщина пластины в подмодели FE Plate
- Группа нагрузки
- Имя группы нагрузок для этой нагрузки
Распределение нагрузок
В отличие от других типов зональных нагрузок, Нагрузки по площади модели пластины FE не распределяются автоматически во время моделирования., поскольку нагрузки на площади модели пластины FE должны запускать решатель конечных элементов SkyCiv..
Нагрузки по площади модели пластины FE могут распределяться пользователем вручную.:
- Для индивидуальной нагрузки на площадь, с помощью кнопки в левом меню
- Для одновременной загрузки нескольких зон, от Проверьте отклонения зональных нагрузок
Ручное распределение нагрузки по площади одной пластины FE.
Нагрузки по площади модели пластины FE можно распределять вручную., для отдельной площади нагрузки, с помощью кнопки в левом меню:
Ручное распределение нагрузок по площади нескольких пластинчатых моделей FE
Нагрузки по площади модели пластины FE можно распределять вручную., для одновременной загрузки нескольких площадей, от Проверьте отклонения зональных нагрузок диалог. Этот диалог можно запустить из инструменты меню.:
Выберите нагрузки, которые вы хотите распределить, и выберите «Пересчитать выбранные строки».
Автоматическое распределение нагрузок по площади модели железной пластины при расчете
Любые нагрузки на площади модели пластины FE, которые не были распределены вручную, будут распределяться автоматически при выполнении любого анализа..
Выбрать Решить а потом любой желаемый анализ, и раздача запустится автоматически.
Входы
Нагрузки на площадь пластины FE имеют различные входные факторы, которые влияют на распределение и результирующие эквивалентные точечные нагрузки..
Толщина пластины
Поле толщины пластины задает толщину пластины в подмодели FE.. В общем-то, когда используется меньшая толщина, нагрузки будут распределяться на окружающие элементы.
При использовании большей толщины, нагрузки будут распределяться по углам пластины.
На изображении ниже, левая область нагрузки имеет толщину 3 мм, и правая площадь нагрузки имеет толщину 300 мм:
Как обсуждалось, видно, что левая область нагрузки, с меньшей толщиной, имеет большую нагрузку по всему пролету элемента. Нагрузка на правую руку, при большей толщине большая часть нагрузки приходится на углы.
Для обсуждения подъемных сил в углах, см. раздел «Влияние крутильной жесткости пластины на распределение нагрузки».
Расширенные входы
Расширение расширенных настроек откроет следующие дополнительные свойства ввода.:
- Жесткость пластины на кручение – Да/Нет
- Должна ли пластина в подмодели пластины FE иметь жесткость при кручении
- Вращение оси пластины – угол в градусах
- Вращение осей пластины в подмодели пластины FE
- Количество сегментов
- Количество сегментов, используемых для разделения членов, влияет на размер сетки
Жесткость пластины на кручение
С помощью этой опции можно включить или отключить крутильную жесткость пластины в подмодели пластины FE.. Если выбрано «Нет», к пластине в подмодели пластины FE применяются следующие коэффициенты уменьшения:
Влияние крутильной жесткости пластины на распределение нагрузки
Крутильная жесткость пластины влияет на распределение нагрузок., в частности, он устраняет обратные силы в углах пластины.. На следующем изображении, Нагрузка на площадь прикладывается к 2 4×4 м квадратов.
Площадь нагрузки слева имеет пластинчатую крутильную жесткость., площадь нагрузки справа не имеет жесткости пластины на кручение.
Видно, что распределение нагрузки разное. – в частности, нет восходящей силы в углах площадки нагрузки справа, который не имеет крутильной жесткости.
Хоть и менее точна в теории, это приводит к распределению, которое больше похоже на двустороннее распределение из учебника., что может быть предпочтительнее для некоторых пользователей.
Вращение оси пластины
По умолчанию, система осей пластины в подмодели FE определяется так, что ось X совпадает с первой 2 узлы, введенные в Идентификаторы угловых узлов поле.
Ось пластины можно изменить в левом меню, она отображается, когда выбрана нагрузка на площадь.:
Выравнивание оси пластины влияет на распределение нагрузок следующим образом.:
- Нагрузки распределяются по направлению к элементам по линии осей за счет изгибной жесткости пластины.
- Нагрузки распределяются в сторону элементов вдали от линии осей из-за крутильной жесткости пластины.
- таким образом, где крутильная жесткость опущена (см. раздел выше), вращение оси пластины оказывает большее влияние на распределение нагрузки
Количество сегментов
Количество сегментов используется для определения размера сетки., путем деления длины самого короткого элемента на количество сегментов.
Большее количество сегментов дает более мелкую сетку., медленнее распространяется, и дает больше точечных нагрузок на результирующее распределение.
Меньшее количество сегментов дает более грубую сетку., будет распространяться быстрее, и дает меньше результирующих точечных нагрузок.
Например, на следующем изображении, квадрат слева использует 10 сегменты, и квадрат справа использует 20 сегменты:
Если распределение не выглядит удовлетворительным, попробуйте увеличить количество сегментов, чтобы получить более точное распределение.
Если раздача занимает слишком много времени, попробуйте уменьшить количество сегментов, чтобы модель решалась быстрее.
Открытие подмодели для просмотра подмодели пластины FE
После распределения нагрузки по площади модели пластины FE, подмодель пластины, используемую для распределения, можно проверить с помощью кнопки в нижней части левого меню., когда выбрана нагрузка на площадь:
Нажатие кнопки откроет подмодель пластины FE в другом окне..
Предупреждения и распространенные проблемы
При распределении нагрузок, вы можете увидеть ошибки или предупреждения. Некоторые распространенные проблемы перечислены ниже..
Большая ошибка смещения
Вы можете увидеть следующую ошибку при попытке распределить нагрузки по площади пластины FE.:
Это происходит потому, что пластина слишком гибкая., и решатель вообще не может решить модель.
Попробуйте некоторые или все следующие варианты, чтобы устранить ошибку.:
- используй более толстую тарелку
- используйте более жесткий пластинчатый материал
- включить кручение пластины
Предупреждение о большом смещении
Аналогичное предупреждение о смещении может отображаться:
В таком случае, пластина очень гибкая, и наблюдалось большое смещение, но решателю все же удалось решить модель.
Вы можете игнорировать это предупреждение, или попробуйте некоторые или все из следующих вариантов, чтобы решить эту проблему:
- используй более толстую тарелку
- используйте более жесткий пластинчатый материал
- включить кручение пластины
Предупреждение об отсутствии раздела
Вы можете увидеть следующее предупреждение при попытке распределить нагрузки по площади пластины FE.:
Это предупреждение возникает, поскольку сечение, на которое ссылается один из элементов, ограничивающих нагрузку по площади, не существует в основной 3D-модели несущих конструкций.. В таком случае, раздел по умолчанию (100 мм х 100 мм, или 4 в х 4 в) вместо этого будет использоваться в подмодели нагрузки по площади пластины FE..
Убедитесь, что указанный раздел выбран в разделе «Разделы» S3D, чтобы устранить это предупреждение..
Предупреждение о реакции в самолете
Вы можете увидеть следующее предупреждение при попытке распределить нагрузки по площади пластины FE.:
типично, поскольку нагрузка на площадь перпендикулярна площади, к которой она приложена., все реакции в подмодели зональной нагрузки перпендикулярны пластине подмодели..
Это предупреждение указывает на то, что обнаружены реакции в плоскости пластины.. Это также означает, что в плоскости пластины действуют силы сдвига стержня..
Эти силы в плоскости игнорируются., и только поперечные силы и реакции, перпендикулярные пластине, возвращаются как эквивалентные точечные нагрузки..
Это происходит потому, что главные оси элементов, ограничивающих площадь нагрузки, не совпадают с нормальной осью площади нагрузки.. Обычно это происходит потому, что:
- В ограничивающих элементах использовались асимметричные сечения., например. L-образные формы
- Ограничивающие элементы используют симметричные сечения., но иметь вращение, не кратное 90 градусы
Чтобы устранить это предупреждение, убедитесь, что два вышеуказанных условия не возникают.
альтернативно, вы можете открыть подмодель и изучить закономерности поперечных сил и реакций., чтобы определить, значимы ли они.
Резюме
Нагрузки на пластины FE позволяют распределять нагрузки по областям сложной формы., моделируя поведение пластин.
Хотите попробовать нагрузки на площадь пластины FE? Подпишитесь на 14 дневная бесплатная пробная версия попробовать нагрузки на площадь пластины S3D и FE!
