Введение
Конструкции теплиц - это относительно простые и легкие конструкции, которые часто используются в сельскохозяйственных разработках для защиты растений от экстремальных погодных условий., особенно во время зимнего сезона. Выбранный материал обычно сталь или алюминий. В этом уроке, мы покажем вам, как смоделировать конструкцию теплицы, используя SkyCiv Программное обеспечение для структурного анализа.
Структурное поведение
Теплица обычно состоит из горизонтальных прогонов, начальный балки, вертикальные стойки, и, в конечном итоге, системы крепления. Изгибы используются для распределения вертикальных нагрузок, а также восходящих и внутренних ветровых нагрузок, действующих на крышу, на основные балки.. По этой причине, моментные соединения обычно используются для соединения прогонов и основных балок.. Первичные балки переносят вертикальные и боковые нагрузки на вертикальные стойки, которые действуют аналогично колоннам в зданиях. Столбы должны иметь возможность переносить нагрузки на землю без потери устойчивости.. В случаях относительно больших теплиц для обеспечения устойчивости конструкции в целом и для ограничения боковых смещений, системы крепления часто используются, состоит из членов фермы (обычно в форме X).
Аспекты моделирования с использованием SkyCiv
Для численного моделирования различных элементов конструкции, SkyCiv предлагает множество вариантов как для поперечных сечений, так и для граничных условий. Вертикальные столбики, как правило, закреплены у основания (FFFFRR) и непрерывный при соединении с первичными балками сверху (FFFFFF). Диагональные элементы системы крепления, если имеется, закреплены на обоих концах и поэтому могут получать только осевые деформации. С другой стороны, прогоны и первичные балки могут также получать изгибающие моменты и поперечные силы.
В этом примере показан ответ теплицы на 30 узлы и 35 члены подвергаются ветровой нагрузке в Икс только направление (собственный вес исключен). Выбранный материал - конструкционная сталь.. Для прогонов прямоугольная полая секция RHS 100 Икс 50 Икс 3.0 в то время как для первичных балок используются сечение канала и угловые сечения. Для диагональных членов, угловые сечения приняты. При определении членов фермы, изгибающий момент выпущен на обоих концах (FFFFRR) выбрав «Ферма» вместо «Рамка» под текстовым полем «Идентификатор пользователя».
фигура 1: Конструктивные элементы, включая конечные выбросы и распределенные ветровые нагрузки на теплицу.
Результаты на глобальном и местном уровне
SkyCiv позволяет визуализировать результаты анализа как локально с точки зрения напряжений и перемещений узлов, так и глобально с точки зрения внутренних сил.. Ниже приведен снимок диаграммы изгибающего момента в виде классической диаграммы., с которыми большинство инженеров знакомы. Видно, что максимальный момент довольно низкий (0.6 кНм).
фигура 2: Диаграмма изгибающих моментов конструкции теплицы.
На следующем рисунке показана деформированная форма анализируемой структуры, а также смещения узлов в Икс направление. Обратите внимание, что максимальное смещение является результатом смещений, параллельных Икс, и, и с участием направления и, следовательно, больше, чем горизонтальное смещение узла рамы в Икс направление.
фигура 3: Деформированная форма теплицы при ветровых нагрузках.
На следующем снимке осевые силы действующие на разные члены, можно рассматривать как стрелки. Напряжение показано красным цветом (стрелки, указывающие в сторону от интересующего узла) в то время как сжатие показано синим цветом (стрелки, указывающие на интересующий узел). Можно видеть, что вертикальные стойки задней части и горизонтальные элементы, соединяющие заднюю поверхность теплицы с передней поверхностью, являются наиболее нагруженными элементами.. Диагональные элементы также получают значительные осевые силы. Следует отметить, что элементы, подвергаемые сжатию, всегда должны проверяться на изгиб.. Это тоже можно проанализировать в SkyCiv, запустив Анализ выпучивания. В этом примере максимальная сжимающая нагрузка довольно мала (8.7 кН).
фигура 4: Осевые силы, действующие на конструктивные элементы теплицы при ветровых нагрузках.
Этот последний снимок иллюстрирует еще одну универсальную функцию SkyCiv, которая заключается в визуализации вывода структуры в 3D с использованием цветов для обозначения мест, где достигаются максимальные значения нанесенного на график коэффициента.. Здесь стресс для изгиба о с участием направление показано. Можно наблюдать, что прогоны являются наиболее напряженными членами, но максимальное напряжение 57.7 МПа, это означает, что структурная безопасность гарантирована. Пользователь всегда может модифицировать структурную систему так, чтобы она соответствовала всем структурным и неструктурным требованиям. (например доступное пространство).
фигура 5: 3D визуализация цветом интенсивности изгибающих напряжений вокруг оси z.
SkyCiv Структурная 3D
Я надеюсь, что этот урок помог вам понять процесс моделирования теплицы.. Зарегистрируйтесь сегодня, чтобы начать свой проект!
