ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ SOLID ELEMENTS

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ SOLID ELEMENTS"

Ἄδαμος Βλαχόπουλος
4 χρόνια πριν
Προβολές:

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΙΣΑΓΩΓΉ ΔΕΔΟΜΈΝΩΝ ΦΟΡΤΊΑ ΑΝΑΛΥΣΗ POST PROCESSOR ΚΡΙΤΉΡΙΟ ΚΑΡΑΝΤΏΝΗ ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ

3 Στη νέα έκδοση του SCADA Pro προστέθηκε ένα νέο στοιχείο επιφανειακού, το Solid element. Το στοιχείο αυτό μπορεί να οριστεί στη γενική του μορφή, με ένα ελάχιστο αριθμό κόμβων 8 και μέγιστο αριθμό 21. 3

4 Στο SCADA Pro ορίζεται σαν οκτακομβικό στοιχείο με 6 έδρες με την σύμβαση αρίθμησης και αξόνων που φαίνεται στα παραπάνω σχήματα. Ορίζεται αρχικά η πρώτη επιφάνεια με τους κόμβους 1,2,3,4 (πάντα αριστερόστροφα) και με βάση το πάχος που δίνει ο μελετητής, παράγεται η επιφάνεια με τους κόμβους 5,6,7,8 σε αντιστοιχία με την πρώτη (τη «γεννήτρια») και δημιουργείται το στερεό στοιχείο. Το στοιχείο αυτό έχει 6 επιφάνειες (faces) με την αρίθμηση που φαίνεται παραπάνω. Στο σημείο 21 είναι το κέντρο βάρους του στοιχείου (κεντροειδές centroid). Τα κέντρα των faces είναι: Face 1: 22 (Το face 1 βρίσκεται κάθετο στην πίσω πλευρά του Χ) Face 2: 23 (Το face 2 βρίσκεται κάθετο στην μπροστινή πλευρά του Χ) Face 3: 24 (Το face 3 βρίσκεται κάθετο στην πίσω πλευρά του Υ) Face 4: 25 (Το face 4 βρίσκεται κάθετο στην μπροστινή πλευρά του Υ) Face 5: 26 (Το face 5 βρίσκεται κάθετο στην μπροστινή πλευρά του Υ) Face 6: 27 (Το face 6 βρίσκεται κάθετο στην πίσω πλευρά του Υ) Σε όλα τα παραπάνω σημεία δεν υπάρχουν κόμβοι αλλά τα σημεία αυτά χρησιμοποιούνται για την εμφάνιση των αποτελεσμάτων όπως θα δούμε και παρακάτω. Στο κεντροειδές και στα παραπάνω κέντρα (συνολικά 7 σημεία) εμφανίζονται τα αποτελέσματα τόσο στον Post Processor (με τη μορφή ισοτασικών καμπυλών) όσο και στο αρχείο out. Οι κόμβοι του στοιχείου έχουν εξορισμού ελευθερία όσον αφορά τις μετακινήσεις αλλά οι κόμβοι τους δεν αναπτύσσουν στροφές. 4

5 ΠΡΟΣΟΧΗ: Η επιφάνεια 5,6,7,8 παράγεται πάντα με φορά αντίθετη από τον τοπικό Ζ. Αυτό είναι σημαντικό προκειμένου να γνωρίζουμε ως προς ποια πλευρά θα δημιουργήσουμε το πάχος του τοίχου. Ας το δούμε αυτό με ένα παράδειγμα. 1. Εισαγωγή Δεδομένων Στην παρακάτω εικόνα έχουμε το εξωτερικό περίγραμμα δύο κάθετων τοίχων Θέλουμε οι τοίχοι μας να δημιουργηθούν από την μέσα πλευρά. Δημιουργούμε κατά τα γνωστά μία νέα ομάδα επιφανειακών με είδος Solid 5

6 Ορίζουμε τα περιγράμματα και πηγαίνουμε στον υπολογισμό των πλεγμάτων. ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ: Παρενθετικά αναφέρεται ότι, προστέθηκε η δυνατότητα έτσι ώστε η Αλλαγή Φοράς, η επιλογή Auto και η εμφάνιση των τοπικών αξόνων, να λειτουργεί πλέον, και μόνο με την ύπαρξη του πλέγματος και πριν τη δημιουργία του μαθηματικού μοντέλου. Φυσικά αυτό λειτουργεί για όλα τα είδη των επιφανειακών. Επίσης, δίπλα από την Αλλαγή φοράς προστέθηκε το πλήκτρο (+) το οποίο γυρίζει τον γυρίνο ομόφορα κατά 90 μοίρες με το κάθε πάτημα. Επανερχόμαστε στο πλέγμα μας και η κατάσταση μετά και το Auto είναι αυτή: 6

7 Στο αριστερό πλέγμα έχουμε σχεδιάσει για το πρώτο στοιχείο τους τοπικούς του άξονες. Σύμφωνα με τα παραπάνω, και εφόσον ο τοπικός Ζ είναι προς τα μέσα, η δεύτερη επιφάνεια θα παραχθεί προς την έξω πλευρά, κάτι που δεν το θέλουμε. Με το εργαλείο Αλλαγή Φοράς αλλάζουμε συνολικά τις φορές των στοιχείων της υποομάδας αυτής. Στο δεξιό πλέγμα ο τοπικός Ζ είναι προς τα έξω άρα η δεύτερη επιφάνεια θα δημιουργηθεί σωστά προς τα μέσα. ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ: Είναι λοιπόν πολύ σημαντικό να οριστούν σωστά οι φορές πριν τη δημιουργία του μαθηματικού μοντέλου, γιατί αλλαγή φοράς μετά την δημιουργία του μαθηματικού ΔΕΝ επιτρέπεται!!! Μετά την αλλαγή φοράς στο πρώτο επιφανειακό, προκύπτει η παρακάτω κατάσταση: 7

8 Με την δημιουργία του μαθηματικού μοντέλου δημιουργούνται, με την τεχνική που περιγράψαμε παραπάνω, τα επιφανειακά Solid. 8

9 Σε κάτοψη βλέπουμε ότι οι τοίχοι έχουν δημιουργηθεί σωστά προς τα μέσα Κάνοντας μία αναφορά σε ένα solid στοιχείο βλέπουμε κανονικά τα στοιχεία του 9

2. Φορτία Όσον αφορά στα φορτία, στην εισαγωγή τους έχει προστεθεί μία νέα επιλογή που αφορά το φορτίο στο στοιχείο Solid Το φορτίο που μπορεί να εισαχθεί

10 2. Φορτία Όσον αφορά στα φορτία, στην εισαγωγή τους έχει προστεθεί μία νέα επιλογή που αφορά το φορτίο στο στοιχείο Solid Το φορτίο που μπορεί να εισαχθεί στο Solid είναι φορτίο πίεσης (όπως και στα Shell) με την διαφορά ότι πρέπει να οριστεί και το face στο οποίο θα εφαρμοστεί σύμφωνα με την παρακάτω εικόνα 10

Η θλίψη είναι θετική. Τα κατακόρυφα φορτία μπαίνουν στο face 3 και τα αντίστοιχα κάθετα φορτία στην επιφάνεια του τοίχου στην εσωτερική παρειά θα μπουν στο face 6 και στην εξωτερική παρειά στο face 5.

11 Η θλίψη είναι θετική. Τα κατακόρυφα φορτία μπαίνουν στο face 3 και τα αντίστοιχα κάθετα φορτία στην επιφάνεια του τοίχου στην εσωτερική παρειά θα μπουν στο face 6 και στην εξωτερική παρειά στο face 5. Στην παραπάνω εικόνα έχει εισαχθεί ένα θλιπτικό φορτίο 15 kn στο face ΑΝΑΛΥΣΗ Στο αρχείο OUT περιλαμβάνονται αρχικά τα δεδομένα των Solid Elements Στην παραπάνω εικόνα αναφέρεται το υλικό που χρησιμοποιήθηκε με τα χαρακτηριστικά του και ένα φορτίο εφαρμοσμένο στο face 1. Στη συνέχεια δίνονται τα δεδομένα των επιφανειακών: 11

12 Πιο συγκεκριμένα αναγράφονται ο αριθμός του στοιχείου, οι 8 κόμβοι του, στη συνέχεια σε ποια ιδιότητα υλικού υπακούει (εδώ είναι όλα στην 1) και τέλος σε ποια φόρτιση και σε ποιο φορτίο υπακούει. Εδώ βλέπουμε ότι τα 4 πρώτα στοιχεία, κάτω από το Φ3 έχουν την τιμή 1 που σημαίνει πως στη φόρτιση 3 έχουν πάρει φορτίο με την ιδιότητα 1 δηλαδή το κατανεμημένο με την τιμή 15 kn που εφαρμόζεται στο face 1. Δεν αλλάζει κάτι όσον αφορά τα αποτελέσματα των μετακινήσεων και των περιστροφών των κόμβων. Το νέο είναι στα αποτελέσματα των τάσεων. Πιο συγκεκριμένα υπολογίζονται 6 τάσεις, 3 κύριες και 3 διατμητικές ΠΑΝΤΑ ΣΤΟ ΚΑΘΟΛΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΩΝ. Οι τάσεις αυτές υπολογίζονται για το κάθε στοιχείο (στήλη ELEMENT) για την κάθε φόρτιση (στήλη LOAD) σε 7 διαφορετικά σημεία: Στο κεντροειδές (σημείο 21 στο αρχικό σχήμα) και στα κέντρα των 6 faces (22-27 στο αρχικό σχήμα). Δηλαδή το σημείο 1 είναι το 21, το 2 το σημείο 22 κοκ. 12

13 Επεξήγηση: Για την ευκολότερη κατανόηση των παραπάνω τάσεων και πως αυτές αναπτύσσονται πάνω στα επιφανειακά, επισυνάπτεται το παρακάτω σχήμα. Η σύμβαση για τις διατμητικές τάσεις είναι ότι οι δείκτες τους σημαίνουν: Ο πρώτος δείκτης είναι ο άξονας πάνω στον οποίο είναι κάθετο το επίπεδο στο οποίο επενεργεί η διατμητική τάση. Ο δεύτερος είναι ο άξονας που είναι παράλληλη η τάση αυτή. Αποδεικνύεται πως για τις διατμητικές τάσεις ισχύει σij = σji 13

14 4. POST PROCESSOR Στον Post Processor, έχει προστεθεί μία νέα επιλογή όπου από το drop down μενού των τάσεων επιλέγετε την τάση που θέλετε να δείτε τις ισοτασικές της και στη συνέχεια το face πάνω στο οποίο θέλετε να τις δείτε. Διευκρινίζονται τα εξής: Το μοντέλο εξακολουθεί να φορτώνεται όπως και με τα άλλα επιφανειακά, σε «συρμάτινη» μορφή δηλαδή με τα μονά πλέγματα. Τα πλέγματα που βλέπουμε είναι τα αρχικά που παράχθηκαν πάνω στα περιγράμματα που επιλέξαμε. Έχουμε όμως τη δυνατότητα να δούμε τις 6 τάσεις μου σε οποιοδήποτε face επιλέξουμε από τη μπάρα. Η εμφάνιση γίνεται πάντα σε ένα πλέγμα που κάθε φορά όμως αντιπροσωπεύει το face που έχουμε επιλέξει. Ο αριθμός μετά το F(ace) αντιπροσωπεύει το σημείο (0 κεντροειδές και 6 κέντρα των faces) που αναγράφεται στο αρχείο OUT. 14

15 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ Στο παρακάτω παράδειγμα Διαλέξαμε την σzz (δηλαδή την τάση την παράλληλη στον καθολικό Ζ) να εμφανιστεί στο face 0, δηλαδή στο ενδιάμεσο επίπεδο των δύο παρειών του τοίχου. Το face που πρέπει να διαλέξουμε για να δούμε τις σzz στην αρχική μας επιφάνεια (τη γεννήτρια) είναι σύμφωνα με το σχήμα μας και εφόσον ο τοίχος δημιουργήθηκε από τη μέσα πλευρά, είναι το face 5. 15

16 Από το μενού που εμφανίζεται: μπορείτε να επιλέξετε μία από τις 6 ορθές τάσεις ή μία από τις 3 κύριες σ1,σ2 και σ3. ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ Για εποπτεία και επαλήθευση των τάσεων που δίνουν τα solid ανά face, προσομοιώθηκε ένα αμφίπακτο δοκάρι μήκους 10 και διατομής 25χ60 με solid επιφανειακά πάχους 60 cm και πλάτους 25 cm (2 elements από 12.5 cm το καθένα) Το πάνω face Στη φόρτιση 1 περιλαμβάνεται μόνο το ίδιο βάρος του, ενώ στη φόρτιση 2 εισάχθηκε ένα φορτίο πίεσης 20 kn/m2 στο επάνω face που είναι το 6. Αντίστοιχα το κάτω face είναι το 5. Άρα στον Post-Processor, προκειμένου να δω τα αποτελέσματα στο άνω πέλμα θα επιλέξω το face 6 ενώ για το κάτω το face 5. Η τάση που αναπτύσσεται από τα κατακόρυφα φορτία είναι η καθολική σyy. 16

Από Φόρτιση 1 (μόνο ίδιο βάρος) Στο κεντροειδές (στο μέσο επίπεδο) οι τάσεις μηδενίζονται (το κεντροειδές βρίσκεται πάνω στον ουδέτερο άξονα) Στο άνω πέλμα έχουμε την παρακάτω εικόνα

17 Από Φόρτιση 1 (μόνο ίδιο βάρος) Στο κεντροειδές (στο μέσο επίπεδο) οι τάσεις μηδενίζονται (το κεντροειδές βρίσκεται πάνω στον ουδέτερο άξονα) Στο άνω πέλμα έχουμε την παρακάτω εικόνα δηλαδή, όπως αναμένεται, εφελκυσμός στα άκρα και θλίψη στο μέσον. Αντίστοιχα στο κάτω πέλμα έχουμε την παρακάτω Ίδια ακριβώς κατάσταση με τον άνω πέλμα αλλά ακριβώς αντίθετα πρόσημα 17

18 Από Φόρτιση 2 Στο κεντροειδές Στο άνω πέλμα όπως αναμένεται εφελκυσμός στα άκρα και θλίψη στο μέσον Και τέλος στο κάτω πέλμα ακριβώς η ανάποδη κατάσταση. 18

19 4.1 Κριτήριο Καραντώνη Με την ίδιο τρόπο που εμφανίζονται οι τάσεις, ενσωματώθηκε και η εμφάνιση του κριτηρίου Καραντώνη Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται παρακάτω Έχουν ενσωματωθεί και τα δύο κριτήρια και η εμφάνισή τους μπορεί να γίνει σε οποιοδήποτε από τα 6 faces και στο κεντροειδές. 19

Εμφανίζονται στο παρακάτω παράθυρο οι 6 τάσεις του Στην παρούσα έκδοση του προγράμματος, τα

20 5. Διαστασιολόγηση Τέλος στη διαστασιολόγηση μπορώ να δω για συγκεκριμένο στοιχείο τις τάσεις του. Επιλέγω την εντολή «Εντατικά Επιφανειακού» και δείχνω το στοιχείο. Εμφανίζονται στο παρακάτω παράθυρο οι 6 τάσεις του Στην παρούσα έκδοση του προγράμματος, τα αποτελέσματα που δίνουν τα solid στοιχεία είναι αυτά που αναφέρθηκαν παραπάνω. Σε επόμενη έκδοση θα ενσωματωθούν και ο σχεδιασμός και η αποτίμηση. 20

Σχετικά έγγραφα

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 «ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ»

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 «ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ» ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ I.ΤΟ ΝΕΟ ΑΝΑΒΑΘΜΙΣΜΕΝΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΤΟΥ SCADA Pro 3 II.ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 4 1. Αποτελέσματα 4 1.1 Διαγράμματα Παραμορφώσεις 5 1.2 Βοηθητικά 17 2 I. ΤΟ ΝΕΟ ΑΝΑΒΑΘΜΙΣΜΕΝΟ