Стальная конструкция силоса с использованием пластин и элементов оболочки
Узнайте, как использовать элементы SkyCiv Shell для моделирования и анализа конструкции силоса с гидростатическими нагрузками..
В этом пошаговом руководстве мы рассмотрим два способа моделирования такой структуры.. (1) с помощью плагина Excel и (2) используя встроенные функции SkyCiv Structural 3D. В основном мы сосредоточимся на (2), использование операций моделирования и возможностей построения сетки S3D.
[БОНУС] Использование плагина Excel SkyCiv
Excel — чрезвычайно мощный инструмент, поскольку встроенные формулы упрощают сложные геометрические расчеты.. SkyCiv предлагает установку в один клик для нашего плагина Excel.. Добавление нескольких параметров, то по стандартным расчетам (в этом случае COS, ГРЕХ) построить свою модель силоса.
Плагин будет предпочтительным методом, если это обычная структура.. Потратив больше времени на создание моделей на основе нескольких параметров, вы сэкономите часы в долгосрочной перспективе.. Сохранение этого шаблона для повторного использования в ваших силосных конструкциях поможет сэкономить время.!
Смоделируйте одну полосу пластины
При моделировании силосов, зачастую проще начать с одного элемента, а затем вращать этот элемент, чтобы сформировать основу вашей модели.. Мы хотим создать одну полосу, это прямо из центра, затем поверните вокруг этой центральной точки, чтобы завершить структуру. Сделать это, мы проделаем несколько простых вычислений, чтобы понять, сколько сегментов нам понадобится и степень между сегментами:
- Диаметр конструкции, в этом примере, 6фут
- Мы хотим создать «циркулярный’ структура разбита на 60 сегменты
- Следовательно, нам нужно 360/60 знак равно 6 градусов между каждым сегментом
- Положение каждой полосы можно рассчитать с помощью COS. & SIN диаметр
Ввод этих узлов в таблицу данных, чтобы сформировать угловые узлы для нашей первой пластины.. Вы можете быстро добавить тарелку, (а ) выделение всех узлов (2) затем щелкните правой кнопкой мыши графический интерфейс и выберите Добавить тарелку. Программное обеспечение автоматически разместит ваши узлы по часовой стрелке и добавит пластину за вас.! Это становится еще более полезным, когда приходит время добавлять более сложные верхнюю и нижнюю пластины..
Примените гидростатическое давление
Использование линейного давления, мы можем добавить гидростатическое давление, чтобы имитировать возрастающее давление, создаваемое водой или любой другой жидкостью, присутствующей в вашем силосе.. Наш план состоит в том, чтобы построить один сегмент, с одним давлением:
Линейные давления добавляются путем добавления P1., P2, П3 (три узла, определяющие направление давления) а затем М1,М2,М3 (величина давления в каждой из этих точек). В приведенном выше примере, вы можете видеть, что мы добавили 1 кип за первые две точки., и 0кип за третий пункт – создание треугольного давления.
Поверните/повторите полосу
Как только вы будете довольны своей единственной полоской, пришло время повернуть/повторить это. Выделите свою полосу, затем нажмите Операции – Повернуть, который покажет следующий ввод:
Добавьте количество повторений, угол между повторением и затем осью (в этом случае мы вращаемся вокруг вектора 0,1,0 от глобальной оси). После отправки, вы должны увидеть, как вертикальные стены вашего бункера завершены. Заметка: Повтор также будет повторять ваши гидростатические давления., они просто были скрыты для простоты:
Смешайте свои тарелки
Для создания более точной модели анализа, мы хотим объединить пластины в более мелкие элементы. Мы поддерживаем два типа сетки, у каждого свое преимущество:
- СтруктурированныйЧетырехугольник – они полезны для создания сетки прямоугольных пластин.. Мы будем использовать это для вертикальных пластин., поэтому мы можем создавать красивые квадратные изометрические сетки, поскольку мы можем контролировать деления b и h.
- Неструктурированные четырехугольники – они идеально подходят для пластин сложной формы.. В таком случае, верхняя крышка и основание цилиндра.
Используя их комбинации, мы можем объединить наш бункер.. Выбор вертикальных стен, затем щелкните правой кнопкой мыши Сетчатая пластина и делаем то же самое с опорной пластиной:
Добавить поддержку Surface Spring
Мы можем добавить поверхностную пружинную опору, чтобы имитировать пружинящее взаимодействие почвы с конструкцией.. Чтобы добавить этот тип системы поддержки, просто выберите пластину и нажмите Добавить поддержку Surface Spring в разделе «Поддержки». Это откроет следующий ввод:
Затем пользователи могут ввести модуль реакции основания для своего грунта., который обычно берется из геотехнического отчета для вашего местоположения.. Программное обеспечение автоматически переведет это значение в константу жесткости пружины для опоры пружины.. Этот тип опоры типичен, когда ваша конструкция стоит на земле.. тем не мение, если ваша структура построена на какой-то другой системе поддержки, вы, очевидно, воспользуетесь другим типом поддержки.
решение & Обзор
К настоящему времени, к настоящему времени у вас должно быть готово следующее:
- Геометрия ваших тарелок настроена, включая толщину пластины
- Свойства материала ваших плит (в этом примере мы используем предустановку Конструкционная сталь) но этот материал следует пересматривать для вашего конкретного случая
- Пластины все в сетке
- Прилагаемое давление, вы также можете добавить дополнительные нагрузки для ветра, снег и т. д.…
- Определены граничные условия
Вы наконец готовы решить! Нажмите Решить в правом верхнем углу для выполнения анализа. В зависимости от количества имеющихся у вас сетчатых элементов, это может занять минуту или около того.
Теперь вы можете просмотреть результаты анализа, нажав кнопку Тарелки и включение конкретного результата. В таком случае, мы смотрим на результаты суммы смещения, чтобы убедиться, что модель подключена и построена правильно.. Масштабируя прогиб (S + Прокрутить) вы должны быть в состоянии просмотреть любые очевидные проблемы или проблемы в вашей модели..
Вопросы-Ответы
к = п/с
k = модуль реакции основания
p = приложенное давление
S = смещение грунта
Единица измерения: кипы/футы.3, поскольку он представляет собой величину давления, приложенного к деформации почвы..
Это полностью зависит от профиля почвы и должно определяться инженером-геотехником или соответствующим геотехническим отчетом..
тем не мение, например, типичный модуль реакции грунтового основания для уплотненного песка может быть равен 0.05 - 0.15 МПа/мм
Вы также можете создать сетку всей модели одним щелчком мыши.. Сделать это, выберите все свои тарелки и нажмите Автосетка. Преимущество этого способа, заключается в том, что все ваши пластины будут правильно соединены, и он автоматически соединит любые внутренние узлы и элементы.
Это полезно для более сложных структур и моделей., однако в этом случае большинство пластин и модели были симметричными, поэтому мы могли использовать процесс создания сетки вручную..