MRS2 222

background image

1.

Obliczenie płyty swobodnie podpartej na obwodzie

Schemat podstawowy




Gdzie:

m

a

5

=

kN

P

15

=

2

2

m

kN

q

=



Dyskretyzacja układu wraz z obciążeniem zastępczym






m

x

25

,

1

4

5

=

=


( ) ( )

2

2

2

6

,

9

25

,

1

15

~

m

kN

x

P

q

=

=

=







x

x

x

x

x

x

x

x

24

33

44

11

13

12

14

15

21

23

22

25

31

32

34

35

51

53

52

54

55

41

43

42

45

q

~

q

~

q

~

a

a

11

13

12

14

15

21

23

22

24

25

31

33

32

34

35

51

53

52

54

55

41

43

42

44

45

background image

Sformułowanie zagadnienia brzegowego

( )

( )

( ) ( )

=

=

=

=

=

=

=

+

+

0

,

0

.

0

,

0

.

,

,

,

2

,

4

4

2

2

4

4

4

y

x

M

w

const

y

M

w

const

x

D

y

x

q

y

y

x

w

y

x

y

x

w

x

y

x

w

0

=

x

M

2

,

'

1

,

k

k

w

w

=

oraz

4

,

'

5

,

k

k

w

w

=

0

=

y

M

j

j

w

w

,

2

,'

1

=

oraz

j

j

w

w

,

4

,'

5

=

0

5

,

,

5

1

,

,

1

=

=

=

=

k

j

k

j

w

w

w

w


gdzie:

5

:

1

,

,

j

k

N

j

k

(współrzędne punktu płyty)


Ilorazy różnicowe dla węzłów wewnętrznych i leżących w pobliżu krawędzi


Ilorazy różnicowe

( )

(

)

2

,

1

,

,

1

,

2

,

4

4

4

4

6

4

1

,

+

+

+

+

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

w

w

w

w

w

x

x

y

x

w

( )

(

)

1

,

1

,

1

1

,

1

1

,

,

1

,

1

,

1

,

1

1

,

1

4

2

2

4

2

2

4

2

2

2

,

2

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

w

w

w

w

w

w

w

w

w

x

y

x

y

x

w

( )

(

)

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

w

w

w

w

w

x

y

y

x

w

,

2

,

1

,

,

1

,

2

4

4

4

4

6

4

1

,

+

+

+

+


Po zsumowaniu:

(

+

+

+

+

+

+

+

+

+

2

,

1

,

,

1

,

2

,

1

,

1

,

1

1

,

1

,

2

4

8

20

8

2

8

2

1

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

w

w

w

w

w

w

w

w

w

x

( )

D

y

x

q

w

w

w

w

j

k

j

k

j

k

j

k

,

2

8

2

,

2

1

,

1

,

1

1

,

1

=

+

+

+

+

+

+

+

+

,

czyli:

(

) (

)

D

x

q

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

4

,

2

2

,

2

,

,

2

1

,

1

1

,

1

1

,

1

1

,

1

,

1

1

,

1

,

,

1

,

2

8

20

=

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

background image

Równania różnicowe dla węzłów siatki dyskretyzacyjnej


Sztywność płyty :

(

)

2

3

1

12

ν

=

Eh

D


Przyjęto:

GPa

E

30

=

(B25),

2

,

0

=

ν

,

m

a

h

5

,

0

1

,

0

=

=

(

)

(

)

kNm

Eh

D

5

2

3

6

2

3

10

2552

,

3

2

,

0

1

12

5

,

0

10

30

1

12

=

=

=

ν


o

Węzeł 22

(

) (

)

D

x

q

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

=

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

4

2

8

20

4

42

24

'

21

2

'

1

33

31

13

11

32

23

21

12

22

(

)

325520

4

25

,

1

2

2

8

20

4

42

24

22

22

33

32

23

22

=

+

+

+

+

w

w

w

w

w

w

w

w

m

w

w

w

w

w

w

5

42

24

33

32

23

22

10

375

,

0

2

8

8

18

=

+

+

+


o

Węzeł 23

(

) (

)

(

)

D

x

q

q

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

4

43

25

21

3

'

1

34

32

14

12

33

24

22

13

23

~

25

,

0

2

8

20

+

+

=

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

(

) (

)

(

)

325520

25

,

1

6

,

9

2

25

,

0

2

8

20

4

43

23

34

32

33

24

22

23

+

=

+

+

+

+

+

w

w

w

w

w

w

w

w

m

w

w

w

w

w

w

w

5

43

34

32

33

24

22

23

10

575

,

7

2

2

8

8

8

19

=

+

+

+


o

Węzeł 24


(

) (

)

D

x

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

4

44

'

25

22

4

'

1

35

33

15

13

34

25

23

14

24

0

2

8

20

=

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

(

)

0

2

8

20

44

24

22

24

33

34

23

24

=

+

+

+

+

w

w

w

w

w

w

w

w

0

2

8

8

18

44

22

33

34

23

24

=

+

+

+

w

w

w

w

w

w



background image


o

Węzeł 32


(

) (

)

(

)

D

x

q

q

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

4

52

34

'

31

12

43

41

23

21

42

33

31

22

32

~

5

,

0

2

8

20

+

=

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

(

)

325520

25

,

1

6

,

9

2

5

,

0

2

2

8

8

8

20

4

34

32

43

23

42

33

22

32

+

=

+

+

+

w

w

w

w

w

w

w

w

m

w

w

w

w

w

w

w

5

34

43

23

42

33

22

32

10

950

,

7

2

2

8

8

8

19

=

+

+

+


o

Węzeł 33


(

) (

)

D

x

q

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

4

53

35

31

13

44

42

24

22

43

34

32

23

33

5

,

0

2

8

20

=

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

325520

25

,

1

2

5

,

0

2

2

2

2

8

8

8

8

20

4

44

42

24

22

43

34

32

23

33

=

+

+

+

+

w

w

w

w

w

w

w

w

w

m

w

w

w

w

w

w

w

w

w

5

44

42

24

22

43

34

32

23

33

10

750

,

0

2

2

2

2

8

8

8

8

20

=

+

+

+

+



o

Węzeł 34

(

) (

)

D

x

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

4

54

'

35

32

14

45

43

25

23

44

35

33

24

34

0

2

8

20

=

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

(

) (

)

0

2

8

20

34

32

43

23

44

33

24

34

=

+

+

+

+

+

w

w

w

w

w

w

w

w

0

2

2

8

8

8

19

32

43

23

44

33

24

34

=

+

+

+

w

w

w

w

w

w

w


o

Węzeł 42

(

) (

)

D

x

q

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

4

2

'

5

44

'

41

22

53

51

33

31

52

43

41

32

42

5

,

0

2

8

20

=

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

(

)

325520

25

,

1

2

5

,

0

2

8

20

4

42

44

42

22

33

43

32

42

=

+

+

+

+

w

w

w

w

w

w

w

w

m

w

w

w

w

w

w

5

44

22

33

43

32

42

10

750

,

0

2

8

8

18

=

+

+

+




background image

o

Węzeł 43

(

) (

)

D

x

q

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

4

3

'

5

45

41

23

54

52

34

32

53

44

42

33

43

5

,

0

2

8

20

=

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

(

) (

)

325520

25

,

1

2

5

,

0

2

8

20

4

43

23

34

32

44

42

33

43

=

+

+

+

+

+

w

w

w

w

w

w

w

w

m

w

w

w

w

w

w

w

5

23

34

32

44

42

33

43

10

750

,

0

2

2

8

8

8

19

=

+

+

+


o

Węzeł 44

(

) (

)

D

x

q

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

w

4

4

'

5

'

45

42

24

55

53

35

33

54

45

43

34

44

~

2

8

20

=

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

(

)

325520

25

,

1

6

,

9

2

8

20

4

44

44

42

24

33

43

34

44

=

+

+

+

+

w

w

w

w

w

w

w

w

m

w

w

w

w

w

w

w

5

42

24

35

33

43

34

44

10

200

,

7

2

2

8

8

18

=

+

+

+

+


Układ równań algebraicznych

m

w

w

w

w

w

w

5

42

33

32

24

23

22

10

375

,

0

2

8

8

18

=

+

+

+

m

w

w

w

w

w

w

w

5

44

43

34

33

32

24

23

10

575

,

7

8

2

19

8

8

2

=

+

+

+

0

8

2

18

8

44

34

33

24

23

22

=

+

+

+

w

w

w

w

w

w

m

w

w

w

w

w

w

w

5

43

42

34

33

32

23

22

10

950

,

7

2

8

8

19

2

8

=

+

+

+

+

m

w

w

w

w

w

w

w

w

w

5

44

43

42

34

33

32

24

23

22

10

750

,

0

2

8

2

8

20

8

2

8

2

=

+

+

+

+

0

8

2

19

8

8

2

44

43

34

33

32

24

23

=

+

+

+

w

w

w

w

w

w

w

m

w

w

w

w

w

w

5

44

43

42

33

32

22

10

750

,

0

8

18

2

8

=

+

+

+

m

w

w

w

w

w

w

w

5

44

43

42

34

33

32

23

10

750

,

0

8

19

8

2

8

2

=

+

+

+

m

w

w

w

w

w

w

5

44

43

42

34

33

24

10

200

,

7

18

8

8

2

=

+

+

+


Postać macierzowa:

[ ]

m

w

w

w

w

w

w

w

w

w

,

10

200

,

7

10

750

,

0

10

750

,

0

0

10

750

,

0

10

950

,

7

0

10

575

,

7

10

375

,

0

18

8

1

8

2

0

1

0

0

8

19

8

2

8

2

0

1

0

1

8

18

0

2

8

0

0

1

8

2

0

19

8

1

8

2

0

2

8

2

8

20

8

2

8

2

0

2

8

1

8

19

0

2

8

1

0

0

8

2

0

18

8

1

0

1

0

2

8

2

8

19

8

0

0

1

0

2

8

1

8

18

5

5

5

5

5

5

5

44

43

42

34

33

32

24

23

22

=

background image

Rozwiązanie układu równań (z programu lineq):

m

w

w

w

w

w

w

w

w

w

5

44

43

42

34

33

32

24

23

22

10

6496

,

1

9869

,

1

4818

,

1

8929

,

1

8488

,

2

3751

,

2

3670

,

1

3045

,

2

1,6258

=

Momenty zginające



Na kierunku x


( )

(

)

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

x

w

w

w

w

w

w

x

D

y

w

x

w

D

M

,

1

,

,

1

1

,

,

1

,

2

2

2

2

2

2

,

0

4

,

0

2

,

0

2

+

+

+

+

+





+

=

ν

( )

(

)

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

x

w

w

w

w

w

x

D

M

,

1

,

1

1

,

,

1

,

2

2

,

0

2

,

0

4

,

2

+

+

+

+

+

=


( ) (

)

kNm

w

w

w

w

w

M

x

646

,

4

2

,

0

2

,

0

4

,

2

25

,

1

325520

42

22

33

32

31

2

32

=

+

+

+

=

( ) (

)

kNm

w

w

w

w

w

M

x

564

,

3

2

,

0

2

,

0

4

,

2

25

,

1

325520

43

23

34

33

32

2

33

=

+

+

+

=

( ) (

)

kNm

w

w

w

w

w

M

x

273

,

2

2

,

0

2

,

0

4

,

2

25

,

1

325520

44

24

35

34

33

2

34

=

+

+

+

=


o

Wykres momentu w przekroju X 3-3












3

3

4,646

3,564

2,273

M

x

[kNm]

background image

Na kierunku y


( )

(

)

1

,

,

1

,

,

1

,

,

1

2

2

2

2

2

2

,

0

4

,

0

2

,

0

2

+

+

+

+

+





+

=

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

y

w

w

w

w

w

w

x

D

x

w

y

w

D

M

ν

( )

(

)

1

,

1

,

,

1

,

,

1

2

2

,

0

2

,

0

4

,

2

+

+

+

+

+

=

j

k

j

k

j

k

j

k

j

k

y

w

w

w

w

w

x

D

M


( ) (

)

kNm

w

w

w

w

w

M

y

341

,

4

2

,

0

2

,

0

4

,

2

25

,

1

325520

24

22

33

23

13

2

23

=

+

+

+

=

( ) (

)

kNm

w

w

w

w

w

M

y

525

,

3

2

,

0

2

,

0

4

,

2

25

,

1

325520

34

32

43

33

23

2

33

=

+

+

+

=

( ) (

)

kNm

w

w

w

w

w

M

y

695

,

2

2

,

0

2

,

0

4

,

2

25

,

1

325520

44

42

53

43

33

2

43

=

+

+

+

=


o

Wykres momentu w przekroju Y 3-3














2.

Wnioski.

W ćwiczeniu projektowym przedstawiono obliczenie płyty swobodnie podparta na

obwodzie. Wykresy ukazują w przybliżeniu prawidłowy przebieg momentów

zginających, jednak należy pamiętać, że metoda różnic skończonych nie oddaje

poprawnych wyników przy tak dużej dyskretyzacji. Aby uzyskać prawidłowe wartości i

dokładny przebieg wykresów sił wewnętrznych należy zagęścić siatkę dyskretyzacji.

Mimo to pozostaną błędy zaokrągleń, które przy łatwych schematach nie mają

większego wpływu na obliczone wyniki.

4,341

3,525

2,695

M

y

[kNm]

3

3


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:

więcej podobnych podstron