Date post: | 08-Aug-2015 |
Category: |
Documents |
Upload: | adrian-pascu |
View: | 175 times |
Download: | 1 times |
- 87 -
Aplicaţia nr. 2 Să se determine distribuţia tensiunilor echivalente precum şi deplasarea pe direcţie verticală a structurii de tip grindă cu zăbrele din figura 2, ştiind că este confecţionată din oţel laminat profil T. Structura este simplu rezemată în colţurile de jos şi este solicitată de o sarcină uniform distribuită de 1 [kN/m] pe barele orizontale plasate în partea de jos a grinzii cu zăbrele (orientată de sus în jos)
Fig. 2
Paşii ce trebuie urmaţi pentru realizarea aceste analize, sunt: 1. Porniţi ABAQUS‐ul şi alegeţi să creaţi un nou model. 2. În meniul arborescent din stânga ecranului, daţi dublu‐click pe
„Parts” (sau dreapta mouse pe „Parts” şi selectaţi opţiunea Create…).
- 88 -
3. In fereastra de dialog “Create Part” daţi un nume part‐ului (de exemplu „GrinziZăbrele”) şi apoi selectaţi:
a. 2D Planar (pentru Modeling Space) b. Deformable (pentru Type) c. Wire (pentru Base Feature) d. Approximate size = 20 e. Click pe „Continue”
4. Creaţi geometria modelului creând doar axele longitudinale ale barelor care formează structura de tip grindă cu zăbrele studiată. Pentru aceasta, din modulul de part se va folosi comanda: „Create Lines: Conected”.
- 89 -
!!! ATENŢIE !!! Nu există pre‐definit în ABAQUS un sistem de unităţi de măsură, prin urmare utilizatorul trebuie să se asigure că valorile specificate sunt în conformitate cu realitatea şi să fie consecvent cu sistemul de unităţi de măsură în care a ales să introducă atât dimensiunile structurii cât şi datele de material. De exemplu: dacă dimensiunile modelului sunt specificate în [m], valoarea lui E va fi dată în [Pa], iar dacă dimensiunile modelului sunt date în [mm], valoarea lui E va fi dată în [MPa].
Tot din acest modul se va şi cota structura creată, astfel că în final aceasta va arăta ca în figura de mai jos.
5. Pentru introducerea datelor de material, în meniul arborescent din stânga ecranului, daţi dublu‐click pe „Materials”.
- 90 -
Apoi, în fereastra de dialog ce va apare pe ecran:
a. Denumiţi materialul şi descrieţi‐i proprietăţile b. Click pe „Mechanical” → Elasticity → Elastic c. Definiţi modulul de elasticitate longitudinal (Modulul lui
Young) şi coeficientul de contracţie transversală (Coeficientul lui Poisson); Toate mărimile vor fi introduse în [N] şi [m].
d. Click pe „OK” pentru a valida datele introduse şi a închide fereastra de dialog.
6. În meniul arborescent din stânga ecranului, daţi dublu‐click pe
„Profiles”.
- 91 -
În fereastra de dialog ce va apare, introduceţi un nume al profilului pe care îl veţi crea (de exemplu „Profil‐T”), apoi selectaţi:
a. T (pentru Shape) b. Click pe „Continue c. În noua fereastră ce se va deschide, introduceţi dimensiunile
(în [m]) a profilului T studiat. d. Click „OK” pentru a încheia această etapă.
- 92 -
7. În meniul arborescent din stânga ecranului, daţi dublu‐click pe „Sections”.
În fereastra de dialog ce va apare, introduceţi un nume al secţiunii (de exemplu „Grinda”), apoi selectaţi:
a. Beam (pentru Category) b. Beam (pentru Type) c. Click pe „Continue” d. În noua fereastră ce se va deschide, se va selecta materialul
creat anterior (Oţel) iar la opţiunea „Profil name” se va selecta profilul creat anterior „Profil‐T”
e. Click „OK” pentru a încheia această etapă.
8. Expandaţi meniul arborescent dând click pe + de la „Parts”, iar apoi, în noua structură arborescentă ce se va deschide, daţi dublu‐click pe „Section Assignments”.
- 93 -
În partea de jos a ecranului va apare:
Se va selecta toată structura creată anterior, făcând click pe aceasta în
zona grafică a ecranului, după care fie se va „apăsa” butonul Done, sau se va da click pe butonul mijloc a mouse‐ului.
În fereastra care va apare se va selecta pentru „Section” opţiunea Grinda (singura care există creată), iar apoi se va da click pe „OK”.
9. Expandaţi meniul arborescent dând click de această dată pe + de la „Assembly”, iar apoi, în noua structură arborescentă ce se va deschide, daţi dublu‐click pe „Instances”.
- 94 -
În fereastra de dialog ce se va deschide selectaţi opţiunea „Dependent (mesh on part)”, iar apoi daţi click pe „OK” pentru a finaliza această etapă.
10. În meniul arborescent daţi dublu‐click pe „Steps” pentru a preciza ce tip de analiză se doreşte a fi realizată.
În fereastra de dialog ce se va deschide se va da o denumire acestui pas de analiză, la „Procedure Type” se va alege opţiunea „General”, iar dintre
- 95 -
tipurile de analize ce stau la dispoziţie se va opta pentru „Static, General”. În final se va da click pe „Continue”, ceea ce va conduce la deschiderea unei ferestre ce permite introducerea de informaţii despre acest pas al analizei. De exemplu la „Description” se poate face o scurtă descriere a pasului. Pentru finalizare se va da click pe „OK”.
11. Expandaţi meniul arborescent dând click de această dată pe + de la „Field Output Request”, iar apoi, în noua structură arborescentă ce se va deschide, daţi dublu‐click pe „F‐Output‐1” (F‐Output‐1 a fost creat automat în momentul în care s‐a creat pasul (step‐ul) în care s‐a precizat tipul analizei).
- 96 -
În fereastra de dialog ce se va deschide, debifaţi variabilele „Strains” şi „Contact”, iar apoi daţi click pe „OK” pentru a închide fereastra de dialog.
12. Expandaţi meniul arborescent dând click de această dată pe + de la
„History Output Request”, iar apoi, în noua structură arborescentă ce se va deschide, daţi click dreapta mouse pe „H‐Output‐1” (H‐Output‐1 a fost creat automat în momentul în care s‐a creat pasul (step‐ul) în care s‐a precizat tipul analizei), iar apoi daţi click pe „Delete”.
- 97 -
13. În meniul arborescent daţi dublu‐click pe „BCs” pentru a preciza ce tip legături (Boundary Conditions) doriţi a impune structurii studiate. În fereastra de dialog ce se va deschide:
a. Introduceţi un nume pentru legătura ce se doreşte introdusă (de exemplu Articulaţie)
b. Click pe „Continue” pentru a intra în fereastra grafică şi a selecta punctul unde va fi aplicată această legăturăi.
Se va selecta punctul din stânga jos a structurii, după care fie se va „apăsa” butonul Done, fie se va da click pe butonul mijloc a mouse‐ului.
În fereastra ce se va deschide, se vor bifa căsuţele corespunzătoare deplasărilor U1 şi U2, lucru ce va conduce la apariţia valorii implicite 0 (zero) în dreptul lor. După aceasta se va da click pe „OK” pentru a încheia această etapă.
În mod similar se va proceda şi pentru crearea reazemului din colţul din dreapta jos, numai că de data aceasta nume pentru legătura ce se doreşte introdusă va fi Reazem, iar în fereastra ce se va deschide, se va bifa doar căsuţa corespunzătoare deplasării U2, iar apoi click pe „OK”.
- 98 -
14. În meniul arborescent daţi dublu‐click pe „Loads” pentru a preciza ce tip de încărcări doriţi a impune structurii studiate. În fereastra de dialog ce se va deschide:
a. Introduceţi un nume pentru încărcarea ce doriţi să o introduceţi (de exemplu Sarcina Distribuită) şi selectaţi opţiunea „Line load” în dreptul „Types for Selected Step”.
b. Click pe „Continue” pentru a intra în fereastra grafică şi a selecta unde anume va fi aplicată această sarcină distribuită uniform.
- 99 -
Se vor selecta cele două grinzi orizontale din partea de jos a structurii (se ţine apăsată tasta „Shift” pentru a selecta mai multe entităţi), după care fie se va „apăsa” butonul Done, fie se va da click pe butonul mijloc a mouse‐ului.
În fereastra ce se va deschide, se va introduce valoarea de ‐1000 [N] în dreptul „Component 2”. După aceasta se va da click pe „OK” pentru a încheia această etapă.
- 100 -
15. În meniul arborescent din stânga ecranului, daţi dublu‐click pe „Mesh” (după ce în prealabil aţi expandat meniul arborescent dând click pe + de la „GrinziZabrele”), apoi în Toolbox daţi click pe iconiţa „Assign Element Type”, după care selectaţi în fereastra grafică structura creată anterior, iar apoi fie se va „apăsa” butonul Done, fie se va da click pe butonul mijloc a mouse‐ului.
În fereastra de dialog ce se va deschide, selectaţi: a. „Standard” pentru Element type b. „Linear” pentru Geometric order c. „Beam” pentru Family d. Click „OK” pentru a încheia această etapă.
Elementul finit ce se va utiliza pentru această analiză este B21 care este un element finit de tip beam cu două noduri.
- 101 -
16. În Toolbox daţi click pe iconiţa „Seed Edge By Number” (ţineţi apăsat pe această iconiţă pentru a se deschide alte opţiuni).
După aceasta, în fereastra grafică selectaţi întreaga geometrie, cu excepţia grinzilor orizontale din partea de jos iar apoi, fie se va „apăsa” butonul Done, fie se va da click pe butonul mijloc a mouse‐ului.
În fereastra de dialog ce se va deschide se va defini numărul de elemente de‐a lungul unei muchii (edge). Astfel se va scrie valoare 5 în fereastra deschisă, în dreptul opţiunii „Numer of elements” din zona de „Sizing Controls”. După ce această valoare a fost scrisă se va da click pe „OK” pentru a finaliza această etapă.
- 102 -
În mod similar se va proceda şi cu cele două grinzi orizontale din partea de jos a structurii, doar că numărul de elemente de pe fiecare din aceste grinzi va fi 10.
17. În Toolbox daţi click pe iconiţa „Mesh Part”, după care daţi click pe „Yes” în mesajul apărut în „Prompt area”.
După aceasta, în zona pentru mesaje sau linii de comandă va apare următorul mesaj:
18. În bara de meniuri (Menu bar) selectaţi View → Part Display Options, iar apoi, în fereastra de dialog ce se va deschide, selectaţi:
a. În General tab, bifaţi „Render beam profiles” b. Daţi click pe „OK” pentru a închide fereastra de dialog.
- 103 -
În urma acestui pas pe structură vor apare numerotate atât nodurile cât şi elementele finite.
19. Reveniţi la modulul de Property, iar apoi, în toolbox‐ul corespunzător acestui modul:
a. Daţi click pe „Property” b. Selectaţi în fereastra grafică întreaga structură creată c. Menţineţi valoarea înscrisă zona „Prompt area” şi daţi click
pe butonul mijloc al mouse‐ului d. Apoi daţi click pe „OK” pentru a încheia această etapă.
- 104 -
După această etapă, structura va arăta ca în figura următoare. Se poate
constata faptul că există grinzi din componenţa structurii, la care profilul T nu este orientat aşa cum este specificat în figura din enunţul problemei.
- 105 -
20. În toolbox‐ul corespunzător modulului „Property” daţi click pe iconiţa „Assign Beam/Truss Tangent” (ţineţi apăsat pe această iconiţă pentru a se deschide alte opţiuni).
În „Prompt area” va apare mesajul:
În fereastra grafică selectaţi grinzile la care doriţi ca geometria secţiunii
să fie rotită cu 180°, după care daţi click pe „Done” pentru a încheia această etapă. Structura arătând la finalul acestei etape ca în figura de mai jos.
- 106 -
21. În meniul arborescent din stânga ecranului, daţi dublu‐click pe „Job”, iar în fereastra de dialog ce se va deschide introduceţi un nume pentru job‐ul ce se doreşte a fi creat. După aceasta daţi click pe „Continue”. În următoarea fereastră se va introduce o descriere a job‐ului creat anterior. Pentru finalizarea acestui pas se va da click pe „OK” în această din urmă fereastră.
- 107 -
22. În meniul arborescent din stânga ecranului, daţi click dreapta mouse pe jobul creat anterior şi selectaţi apoi opţiunea „Submit”.
a. În timp ce ABAQUS‐ul rezolvă acest job, daţi dreapta click pe jobul creat anterior şi trimis spre soluţionare şi selectaţi opţiunea „Monitor”
b. În fereastra Monitor ce se va deschide verificaţi dacă există avertismente (warnings) sau chiar erori (errors) care ar putea duce la nesoluţionarea analizei.
Dacă există erori, trebuie investigată sursa acestora şi remediate problemele pentru a se putea soluţiona analiza. Dacă există avertismente, trebuie determinat dacă acestea sunt importante, deoarece anumite avertismente pot fi ignorate automat şi analiza să fie rulată şi problema soluţionată.
- 108 -
23. În meniul arborescent din stânga ecranului, daţi click dreapta mouse pe jobul trimis spre soluţionare şi soluţionat complet, iar apoi selectaţi opţiunea „Results”.
24. În bara de meniuri (Menu bar) selectaţi Viewport → Viewport Annotations Options, iar apoi, în fereastra de dialog ce se va deschide:
a. Debifaţi opţiunea „show compass”;
- 109 -
b. Tot aici, se mai pot bifa/debifa şi alte opţiuni legate de ceea ce se doreşte să apară sau nu pe zona grafică;
c. Daţi click pe „OK” pentru a închide fereastra de dialog.
25. Pentru vizualizarea rezultatelor obţinute trebuie să intraţi în
modulul „Visualization”.
După aceasta, pentru vizualizarea distribuţiei tensiunilor echivalente von Mises pe geometria nedeformată a structurii studiate, în toolbox‐ul ce apare la trecerea pe modulul „Visualization”, daţi click pe următoarele iconiţe:
a. „Plot Contours on Deformed Shape” b. „Allow Multiple Plot States” c. „Plot Undeformed Shape”
- 110 -
26. În toolbox daţi click pe iconiţa „Common Options” a. În tab‐ul „Basic” bifaţi opţiunea „Auto‐compute” pentru
„Deformation Scale Factor”; b. În tab‐ul „Labels” bifaţi „Show node symbols” putând alege
totodată simbolul şi culoarea cu care această etichetă să fie reprezentată;
c. Daţi click pe „OK” pentru a închide fereastra de dialog.
- 111 -
În urma acestor etape parcurse, pe zona grafică a Abaqus‐ului, va apare structura studiată atât sub forma deformată cât şi nedeformată, pe cea din urmă reprezentare, putându‐se vedea şi distribuţia tensiunilor echivalente von Mises.
27. Pentru a determina valoarea tensiunilor, în bara de meniuri (Menu bar) selectaţi Tools → Query, iar apoi, în fereastra de dialog ce se va deschide daţi click pe „Probe Values”.
- 112 -
În continuare, în fereastra ce se va deschide bifaţi toate opţiunile din sectorul „Probe Values”. După aceasta, în zona grafică, daţi pe rând click pe nodurile structurii studiate. Toate informaţiile despre acestea vor apare în fereastra „Probe Values”, aşa cum se poate observa şi în figura următoare. În final daţi click pe „Cancel” pentru a închide această fereastră de dialog.
- 113 -
28. Pentru a schimba rezultatele afişate pe ecran, în bara de meniuri (Menu bar) selectaţi Results → Field Output
a. Selectaţi „Spatial displacement at nodes”; b. Selectaţi U2 pentru „Component”; c. Click „OK” pentru a închide acestă fereastră de dialog.
În urma acestor etape parcurse, pe zona grafică a Abaqus‐ului, va apare structura studiată atât sub forma deformată cât şi nedeformată, pe cea din urmă reprezentare, putându‐se vedea şi distribuţia deplasărilor structurii pe direcţie verticală (Oy sau direcţia 2). Totodată în partea din stânga sus a ferestrei grafice vor apare şi valorile acestor deplasări.
- 114 -
29. Pentru a crea un fişier text care să conţină valorile tensiunilor, a deplasărilor pe direcţie verticală şi reacţiunile ce apar în legăturile structurii, în bara de meniuri (Menu bar) selectaţi Report → Field output.
iar apoi, în fereastra de dialog ce se va deschide, în tab‐ul „Variable” daţi click pe săgeata neagră din dreptul opţiunii „Stress cmponents” pentru a deschide o structură arborescentă, de unde veţi putea bifa ce fel de tensiuni doriţi a fi scrise în fişierul text ce urmează să se creeze. În cazul de faţă va fi bifată doar opţiunea „Mises”.
În tab‐ul „Setup” specificaţi numele fişierului text pe care doriţi să îl creaţi (extensia va fi *.rpt) precum şi calea (locaţia) unde acesta să fie salvat pe hard disk‐ul calculatorului. Totodată debifaţi opţiunea „Column totals” şi daţi click pe „Apply”.
- 115 -
Pentru a scrie în fişier şi datele legate de deplasările structurii pe direcţie verticală, reveniţi la tab‐ul „Variable” şi schimbaţi tipul variabilei de ieşire („Output Variables”) din „Integration Point” în „Unique Nodal”. În fereastra de dialog ce va apare, debifaţi „Stres components” şi selectaţi opţiunea U2 din structura arborescentă a opţiunii „Spatial displacement”. După aceasta daţi click pe „Apply” pentru a valida opţiunile alese anterior.
- 116 -
Tot în tab‐ul „Variable” anterior, debifaţi „Spatial displacement” şi selectaţi opţiunea RF2 din structura arborescentă a opţiunii „Reaction force”.
În tab‐ul „Setup” păstraţi acelaşi nume al fişierului text creat anterior şi bifaţi de data această opţiunea „Column totals” după care daţi click pe „OK”.
- 117 -
30. Deschideţi fişierul cu extensia *.rpt creat anterior cu un editor de text (de exemplu Notepad). În acest fişier se poate face verificarea reacţiunilor ce apr în legăturile structurii. În cazul de faţă, se poate observa faptul că reacţiunea pe direcţie verticală este de 10.000 [N] (egală în modul cu sarcina exterior aplicată) şi este orientată în sens opus acestei sarcini.
- 118 -