Wprowadzenie do ADINA Structures (część 1)

© I.Rokach 1996-2008

Strona 1

wersja 4.0.4

Instrukcja do zaj

ęć nr 2. Wprowadzenie do ADINA

Structures

Utworzenie sze

ścianu

Wprowadzenie informacji ogólnej dotycz

ącej zagadnienia

1. Nadaj nazwę zagadnieniu: Control

→ Heading wpisz np. “Szescian”, OK.

2. Stopnie swobody układu: Control

→ Degrees of Freedom

Usuń zaznaczenie przy X-,Y-,Z-Rotations. Pozostawić zaznaczone tylko

przemieszczenia (Translations) w kierunku X, Y i Z. Naciśnij OK.

Utworzyć sześcian poprzez:

1. Zdefiniowanie punktów charakterystycznych (metoda przyspieszona):

Geometry

→ Points

, w oknie naciśnij Auto... wpisz początkowy i końcowy numer

punktów w kolumnie Point# (patrz nizej, po lewej stronie), OK. Wpisz niezerowe
współrzędne punktów (patrz niżej, po prawej stronie), OK

Naciśnij OK, następnie wyświetl numeru punktów (

“Point Labels”).

2. Generacja sześcianu: Geometry

→ Volumes → Define

Naciśnij Add. Sprawdź, czy na na liście “Type” wybrane jest Vertex (“Wierzchołek”),
a na liście “Shape” (“Kształt”) – Hexahedron (“Sześcian”). W części “Vertices” okna
dialogowego wprowadź numery punktów 1..8 odpowiednio w polach “Point 1”,...,”Point 8”.
OK. (Jak zawsze, po kliknięciu na przycisk “P” można przejść do trybu “wskaźnikowego” i
zaznaczyć odpowiednie punkty myszką. Uwaga! Kolejność punktów jest istotna!).

3. Zapis obiektu na dysk: File

→ Save

Wpisz nazwę pliku <nazwa>.idb i naciśnij <ENTER> lub Zapisz.

Podstawowe manipulacje obiektami graficznymi

Podobnie jak w większości innych programów, cała grafika w programie ADINA została

stworzona przy wykorzystaniu bibliotek Open GL, opracowanych niegdyś przez firmę Silicon
Graphics (aktualna nazwa tej firmy – SGI). Praktycznie każda współczesna karta graficzna posiada
wbudowaną akcelerację dla programów napisanych z wykorzystaniem tych bibliotek, co wyraźnie
przyspiesza wyświetlanie grafiki. Sprawdź, czy na twoim komputerze ADINA korzysta z Open GL
przez Edit→Graphics System... W przypadku, jeżeli system nie wykorzystuje Open GL, na liście
Graphics System: będzie automatycznie wybrane Windows GDI.

Wprowadzenie do ADINA Structures (część 1)

© I.Rokach 1996-2008

Strona 2

wersja 4.0.4

Najprostszą metodą na manipulację obiektami graficznymi w oknie ADINA jest

używanie standardowych operacji Open GL: Uwaga! Operacje te są dostępne tylko jeżeli na

pasku narzędzi “General” zostały naciśnięte przyciski “Pick”

oraz “Dynamic pan”

(patrz niżej)

Takimi operacjami są:

• Zaznaczenie obiektu graficznego – pojedyncze kliknięcie, po którym wokół obiektu

ukaże się prostokątna, szara ramka. Od tej pory na danym obiekcie można wykonywać
inne operację. W celu usunięcia zaznaczenia należy kliknąć myszką w dowolnym
miejscu ekranu graficznego poza obiektem lub tez wskazać inny obiekt.

• Zaznaczenie kilku obiektów – kliknij, przytrzymaj lewy przycisk myszy i zdefiniuj

prostokątny obszar, obejmujący w swoim wnętrzu wszystkie obiekty, które chcesz
zaznaczyć.

• Przesuwanie – zaznacz obiekt, a następnie przytrzymaj wciśnięty lewy przycisk

myszki i poruszaj nią. Zwolnij przycisk, gdy efekt uznasz za satysfakcjonujący.

• Usunięcie – zaznacz obiekt, naciśnij klawisz Delete.
• Skalowanie – zaznacz obiekt, a następnie przytrzymaj wciśnięty lewy przycisk

myszki przy wciśniętym klawiszu Ctrl i poruszaj nią.

• Obracanie wokół osi prostopadłej do ekranu – To samo, tylko wciśnięty jest Alt.

• Obracanie wokół osi w płaszczyźnie ekranu – To samo, tylko wciśnięty jest Shift.

Oś obrotu jest prostopadła do kierunku ruchu myszki.

Ćwiczenia:
- zaznacz wygenerowany sześcian;
- zaznacz napis ADINA w lewym górnym rogu ekranu graficznego;
- zaznacz te dwa obiekty razem;
- pomniejsz sześcian o około połowę;
- odwróć sześcian "do góry nogami";

Dodatkowe operacje graficzne

Ponad opisane wyżej, ADINA pozwala wykonywać szereg innych operacji na obiektach
graficznych, które albo dublują funkcje Open GL (co jest przydatne w przypadku, kiedy te
biblioteki nie są wspierane przez kartę graficzną), albo realizują dodatkowe czynności,
typowe dla pracy z siatkami elementów skończonych (ES). Wszystkie ikony dla tych
czynności są zgrupowane w pokazanym wyżej pasku “General”.

Obja

śnienie działania poszczególnych ikon

Pytanie (“Query”): Pozwala na zaznaczenie elementu modelu geometrycznego (np.
punktu, linii, itp.) lub siatki ES oraz otrzymanie szczegółowych informacji o niej w

“Message Window” (Oknie wiadomości w prawej dolnej części ekranu).

Wybór (“Pick”): Kliknięcie na tej ikonie pozwala na wybranie i zaznaczenie (w białej
prostokątnej ramce) obiektu graficznego, by móc nim manipulować.

Skalowanie (“Dynamic Resize”): Gdy ikona jest wciśnięta, można powiększać i
zmniejszać obiekt, poprzez przytrzymanie lewego przycisku myszy na zaznaczonym

obiekcie i poruszanie myszą w górę lub w dół.

Wprowadzenie do ADINA Structures (część 1)

© I.Rokach 1996-2008

Strona 3

wersja 4.0.4

Przesuwanie (“Dynamic Pan”): Przytrzymanie wciśniętego lewego przycisku myszy
i poruszanie myszą, powoduje przemieszczanie się podświetlonego obiektu w czasie
rzeczywistym.

Obracanie XY (“Dynamic Rotate (XY)”): Przytrzymując wciśnięty lewy przycisk
myszy i poruszając nią model obraca się w płaszczyźnie rysunku (XY).

Obracanie Z (“Dynamic Rotate (Z)”): Działa podobnie do ikony powyżej, ale obraca
model tylko względem osi Z (prostopadłej do płaszczyzny rysunku).

Przybliżenie (“Zoom”): Pozwala na zdefiniowanie prostokątnego obszaru, którego
zawartość zostanie przybliżona.

Całkowite oddalenie (“Unzoom All”): Wciśnięcie tej ikony powoduje powrót okna
widokowego do stanu, gdy pokazywał model w całości.

Częściowe oddalenie (“Unzoom Partially”): Kilkukrotne wciśnięcie tej ikony
powoduje skokowe oddalanie obiektu, aż do momentu całkowitej jego widoczności na

ekranie. Efekt widoczny po uprzednim zastosowaniu dużego przybliżenia.

Ikony “Mesh zoom” i “Refit”: Powiększają i zmniejszają obiekt
geometryczny przez nas zdefiniowany. Nie działają na obiekty typu napis

(ADINA), oznaczenia zamocowania modelu lub jego obciązenia, układ współrzędnych.
Wszystkie te obiekty pozostają widoczne, niezależnie od wielkości powiększenia obiektu
geometrycznego

Ćwiczenia:
- przybliż napis ADINA tak, by zajmował cały ekran oraz powróć do stanu pierwotnego;
- przybliż w trzech etapach dowolny obszar modelu sześcianu. Powróć do stanu pierwotnego
„oddalając się skokami”.

Wy

świetlanie numerów obiektów geometrycznych

Domyślnie ADINA nie wyświetla numerów punktów geometrycznych, linii, powierzchni oraz
brył. Metody wyświetlania numeru każdego z tych obiektów:

Metoda 1 (maksimum możliwości)

• Display → Geometry/Mesh Plot → Modify (

)

• W grupie Geometry Attributes wybieramy odpowiednio:

Point Depictions - jeżeli chcemy wyświetlić numery punktów;
Line Depictions - --""-- linii;
Surface Depictions - --""-- powierzchni;
Volume Depictions - --""-- brył

• W odpowiednim okienku dialogowym (np. Point Depictions) wystarczy zaznaczyć

Display Point Numbers. Ewentualną zmianę koloru, w którym będą wyświetlane numery
punktów lub rozmiar czcionki można dokonać odpowiednio w wierszach Color lub Size.

• Zamknąć wszystkie okienka przez OK

Metoda 2 (szybkie wyświetlanie, ale tylko domyślne wartości prametrów)

Jeżeli chcesz tylko wyświetlić obiekty z domyślnymi wartościami
odpowiednich parametrów (kolor, tak/nie w polu “Wyświetl numer” itp.)
wystarczy kliknąć na jedną z pokazanych ikon (od lewej do prawej): Show

Points, Show Lines, Show Surfaces, Show Volumes

Wprowadzenie do ADINA Structures (część 1)

© I.Rokach 1996-2008

Strona 4

wersja 4.0.4

Ćwiczenia:
- Wyświetl numery punktów geometrycznych kolorem żółtym (yellow);
- Wyświetl numery linii;
- Wyświetl numery powierzchni kolorem czerwonym (red);
- Wyświetl numer bryły kolorem zielonym (green);

Otrzymywanie informacji o elementach modelu

Model geometryczny obiektu rzeczywistego składa się ze zdefiniowanych punktów,

linii, powierzchni oraz brył. Wszystkie te elementy mają numery, przypisane w czasie
definicji lub generacji. To samo dotyczy elementów skończonych po ich generacji, warunków
brzegowych itp. Dla uzyskania informacji o nich wystarczy:

• kliknąć na ikonie pytania (“Query”),

• wskaźnikiem myszki (o kształcie pytajnika) wskazać numer elementu i kliknąć na nim

lewym przyciskiem. Element ten zostanie wyróżniony przez zmianę koloru na biały, a
informacja o nim zostanie wyświetlona w oknie wiadomości (Message Window) w
dolnej części ekranu.

Dla precyzyjnego ustawienia wskaźnika myszki poleca się przybliżyć odpowiednią

cześć modelu. Dość często system nie jest w stanie jednoznacznie zinterpretować naszego
pytania (np. kliknięcie na punkt geometryczny może oznaczać zapytanie o numer tego punktu
albo o numer węzła siatki utworzonego w tym punkcie). W takim przypadku po każdym
kliknięciu ADINA wyświetla inną informację, która dotyczy wybranego objektu.

Ćwiczenia:
- uzyskaj informację o punkcie P4 (jeśli go nie widać, obróć model);
- uzyskaj informację o linii L3;
- uzyskaj informację o powierzchni S5;

Warunki brzegowe w przemieszczeniach wyzerowanych (Fixities)

Warunki brzegowe dla modelu określane są w dwóch krokach. W pierwszym

definiujemy typy warunków, w drugim zaś - miejsca ich przyłożenia.

Definicja typu warunku brzegowego

Typ warunku brzegowego określany jest niezależnie od miejsca jego przyłożenia

poprzez zaznaczenie stopni swobody modelu, które będą "wyzerowane". ADINA Structures
posiada dwa domyślne typy warunków brzegowych: ALL - pełne osadzenie (wszystkie
rodzaje przemieszczeń są zakazane) oraz NONE (nie ma żadnych ograniczeń na
przemieszczenia).

Dodawanie nowego typu warunków brzegowych

Model

→ Boundary Conditions → Define Fixity (albo naciśnij ikonę

(“Apply

Fixity”), następnie przycisk Define).

• Naciśnij Add
• Wpisz nazwę (nie numer!) nowego ograniczenia na przemieszczenia, OK.

• Postaw znacznik w kwadraciku obok przemieszczeń i/lub obrotów, które chcesz

“wyzerować” (w naszym przypadku pola obrotów są nieaktywne, gdyż na początku
tworzenia modelu usunęliśmy te trzy stopnie swobody – patrz strona 1).

Wprowadzenie do ADINA Structures (część 1)

© I.Rokach 1996-2008

Strona 5

wersja 4.0.4

• Naciśnij Save i ponownie Add, jeżeli zamierzasz definiować następny typ warunków

brzegowych lub OK. (W przypadku użycia ikony “Apply Fixity” jeszcze raz wciśnij
OK).

Ćwiczenia:
- Zadeklaruj warunek brzegowy o nazwie “TylkoZ", zezwalający tylko na przemieszczenia w
kierunku osi Z;
- Zadeklaruj warunek brzegowy “TylkoXY”, zezwalający tylko na przemieszczenia w
kierunkach osi X oraz Y;
- Sprawdź, jakie typu warunków brzegowych zdefiniowane są dla naszego modelu (rozwiń
listę “Fixity Name” w okienku definicji warunków brzegowych);

Definicja miejsca przy

łożenia warunków brzegowych

Domyślne lub zadeklarowane dodatkowo typy warunków brzegowych można
przypisać do dowolnych części modelu, tzn. do punktów, linii, powierzchni oraz brył. Ilość
takich aplikacji dla każdego typu warunku jest nieograniczona. Szczególną uwagę trzeba
zwrócić w czasie przykładania warunków brzegowych do elementów modelu, które mają
wspólną granicę, na przykład do dwóch powierzchni, mających wspólną linię. Jeżeli na
pierwszej powierzchni będą wyzerowane X-przemieszczenia, a na drugiej – Y-
przemieszczenia, to obydwa te typy przemieszczeń będą wyzerowane dla linii wspólnej.

Przyk

ładanie warunków brzegowych

Model → Boundary Conditions → Apply Fixity albo naciśnij ikonę

.

• Wybierz typ nośnika dla warunków brzegowych z listy “Apply to”: punkty (“Points”),

linie (“Lines”), powierzchnie (“Surfaces”), bryły (“Volumes”);

• Wpisz (lub zaznacz myszką w trybie wskaźnikowym) w zielonej kolumnie tabeli

numery nośników, a z rozwijalnej listy pola “Fixity” wybierz nazwę osadzenia;

• Naciśnij Save jeśli chcesz osadzić inny typ nośnika, OK jeśli koniec.

Aby wyświetlić warunki brzegowe wciśnij

(“Boundary Plot”) albo Display →

Boundary Conditions → Default.

UWAGA! Tu i w każdym innym oknie dialogowym zielony kolor kolumny lub wiersza oznacza, że
wartości liczbowe (numery punktów, linii, powierzchni itp.) mogą być wprowadzane do niego przez
wskazanie odpowiedniego obiektu graficznego myszą. Dla wprowadzenia danych w taki sposób
wystarczy:

• przejść do trybu wskazania obiektu poprzez dwukrotne kliknięcie na zieloną komórkę tabeli;
• zaznaczyć jeden lub więcej obiektów tego samego typu;
• nacisnąć klawisz Esc.

Ćwiczenia:
- Przyłóż warunek brzegowy “ALL” do punktu nr 1;
- Przyłóż warunek brzegowy “TylkoZ” do linii nr 5;
- Przyłóż warunek brzegowy “TylkoXY” do powierzchni nr 6.

Warunki brzegowe cd., czyli obci

ążenia oraz niezerowe

przemieszczenia

W przypadku ogólnym określenie obciążenia wymaga trzech kroków:

Wprowadzenie do ADINA Structures (część 1)

© I.Rokach 1996-2008

Strona 6

wersja 4.0.4

1. Definicja typu obciążenia (rodzaj, kierunek działania, amplituda);
2. Definicja funkcji, która opisuje rozkład obciążenia wzdłuż nośnika (linii, powierzchni);
3. Określenie nośnika obciążenia, tzn. punktu, linii, powierzchni lub bryły, na który ono

działa.

Kroki pierwszy i trzeci są niezbędne, krok drugi jest opcjonalny i używany tylko w

przypadku niejednorodnego rozkładu obciążenia.

Definiowanie nowego typu obci

ążenia

Model → Loading → Apply albo naciśnij ikonę

(“Apply Load”).

W polu “Load Type” wybieramy pożądany typ obciążenia.
Najczęściej używane to:

• Force – siła skupiona, przyłożona w punkcie (dla elementów belkowych, powłok oraz

płyt);

• Moment – moment skupiony, przyłożony w punkcie (dla elementów belkowych,

powłok oraz płyt);

• Displacement – przemieszczenia w punkcie, wzdłuż linii, na powierzchni oraz w

bryle;

• Pressure – ciśnienie działające wzdłuż linii lub na powierzchni;

• Distributed Line Load – obciążenie rozłożone wzdłuż linii (dla elementów belkowych,

powłok oraz płyt);

• Centrifugal – odśrodkowe lub wirowe obciążenie działające na cały model;

• Mass-proportional – obciążenie objętościowe, działające na cały model.

Po wyborze typu obciążenia należy:
- wcisnąć przycisk Define, następnie przycisk Add (Uwaga: Każdy typ obciążenia ma swoją
numerację, która zaczyna się od 1 i jest przydzielana automatycznie);
- podać amplitudę (“Magnitude”) oraz (w niektórych przypadkach) kierunek działania;
- dla zapisu zdefiniowanego obciążenia nacisnąć Save, następnie Add (jeżeli zamierzamy
wprowadzać kolejne obciążenia tego typu) lub OK.

Ćwiczenia:
- Zdefiniuj siłę skupioną o amplitudzie 5 oraz kierunku działania, który jest wyznaczony
wektorem {1,1,1};
- Zdefiniuj przemieszczenie o wielkości 2 w kierunku osi X (Podpowiedź: wpisz 2 zamiast
Free w odpowiedniej pozycji okienka „Define displacements”);
- Zdefiniuj ciśnienie o amplitudzie -10.
- Zdefiniuj obciążenie działające wzdłuż linii o amplitudzie 10.

Definiowanie funkcji rozk

ładu obciążenia wzdłuż nośnika

Z menu górnego wybieramy: Geometry → Spatial Functions i w zależności od

rodzaju nośnika funkcji → Line/Surface/Volume (linia/powierzchnia/bryła).

Po wyborze nośnika oraz wciśnięciu przycisku Add (Uwaga: dla każdego typu

nośnika funkcje mają swoją numerację, zaczynającą się od 1) mamy do wyboru trzy rodzaje
funkcji (pole “Type”):
1. “Linear”: rozkład liniowy (dwuliniowy dla powierzchni, trzyliniowy dla bryły)

wyznaczany wartościami na początku i końcu linii lub w narożnikach powierzchni albo
bryły.

Wprowadzenie do ADINA Structures (część 1)

© I.Rokach 1996-2008

Strona 7

wersja 4.0.4

2. “Quadratic”: rozkład kwadratowy (dwukwadratowy dla powierzchni, trzykwadratowy dla

bryły) wyznaczany wartościami na początku, środku i końcu linii lub w narożnikach i
punktach środkowych stron powierzchni albo bryły.

3. “Tabular” (tylko dla linii i powierzchni): rozkład wyznaczany przez tabele wartości

obciążenia w punktach równomiernie rozłożonych wzdłuż nośnika. Aktualne obciążenie
po generacji siatki ES będzie obliczane przez interpolację liniową wprowadzonych
wartości.

Po zdefiniowaniu zapisujemy funkcje do bazy danych przez naciśnięcie OK.

Ćwiczenia:

- Zdefiniuj rozkład obciążenia
wzdłuż linii nr 1, zadany przez
wartości wprowadzane do tabeli
(aby zwiększyć liczbę wierszy w
tabeli zmień wartość w polu
“Number of Points”):

Dla "przeskakiwania"

pomiędzy komórkami tabeli
używaj klawisza <TAB>.

- Zdefiniuj kwadratowy rozkład obciążenia
powierzchniowego, poprzez wprowadzenie
odpowiednich wartości w polach “Values at
Specific Points”:

Definiowanie wariantów obci

ążenia

Model

→ Loading → Apply albo naciśnij ikonę

(“Apply Load”).

Wariant obciążenia dla zagadnień statycznych składa się z typu obciążenia, typu

nośnika oraz ewentualnie funkcji rozkładu obciążenia wzdłuż nośnika. Ten sam typ
obciążenia może być przyłożony do różnych nośników. Na jednym nośniku może działać
kilka typów obciążeń. Każdy wariant ma swój numer zaczynając od 1.

Ćwiczenia:
- Zdefiniuj wariant obciążenia: siła skupiona (Load Type: Force) o numerze (Load Number)
1, działający na punkt (Apply to: Point) o numerze (pierwsza kolumna tabeli Site #:) 5.
Zaakceptuj wybór przez OK. Wyświetl obciążenie przez Display

→ Load Plot → Use

Default (czyli

) albo wciśnięcie ikony przerysowania

(Display

→ Redraw lub F5).

- Zdefiniuj wariant obciążenia: ta sama siła skupiona nr 1 w punkcie nr 6 (wpisz w drugim

wierszu tabeli). Wyświetl obciążenie

Wprowadzenie do ADINA Structures (część 1)

© I.Rokach 1996-2008

Strona 8

wersja 4.0.4

- Zdefiniuj wariant obciążenia: przemieszczenie (“Load Type”: “Displacement”) o numerze
(“Load Number”: 1) działające na punkt (“Apply to”: “Point”) o numerze (“Site #”: 7).
Zaakceptuj wybór przez OK. Wyświetl obciążenie.

- Zdefiniuj wariant obciążenia: obciążenie działające wzdłuż linii („Load type:” „Distributed
Line Load”) o numerze („Load Number”) 1 działające na linię („Apply to:” „Line”) o
numerze („Site #”) 8, w kierunku punktu („Aux point) 6, które zmienia się według funkcji
jednowymiarowej nr 1 (w ostatniej kolumnie „Spatial Function:” 1). Zaakceptuj wybór przez
OK. Wyświetl obciążenie.

- Zdefiniuj wariant obciążenia: ciśnienie (“Load Type”: “Pressure”) o numerze (“Load
Number”) 1 działające na powierzchnię (“Apply to”: “Surface”) o numerze (“Site #”) 1,
prostopadle do tej powierzchni (“Pressure Load Dir.”: “Total (Normal)”), które zmienia się
według funkcji powierzchniowej (“Spatial Function”) nr 1. Zaakceptuj wybór przez OK.
Wyświetl obciążenie.

Dla “odświeżenia” widoku ekranu wyświetl od nowa rysunek, klikając kolejno na

ikony:

“Clear” – Powoduje całkowite wyczyszczenie okna widoku (F9);

”Mesh Plot” – Wyświetla tylko model;

”Load Plot” – Wyświetla zaaplikowane obciążenia;

”Boundary Plot” – Wyświetla zaaplikowane zamocowania.

Koniec pracy z ADINA Structures: File

→ Exit.