Metoda Elementów Skończonych  Laboratorium Komputerowe
© mgr inż. JarosÅ‚aw MaÅ„kowski
KONSTRUKCJE PR
TOWE
1. Wprowadzenie do tematu
O konstrukcji prętowej mówimy wtedy, kiedy elementy konstrukcji są poddane tylko działaniu ob-
ciążeń osiowych (ściskanie, rozciąganie). Typowym przykładem konstrukcji prętowej jest kratowni-
ca.
2. Zadanie I
Wyznaczyć naprężenia w prętach kratownicy oraz reakcje podpór
2014-11-19 1
Metoda Elementów Skończonych  Laboratorium Komputerowe
© mgr inż. JarosÅ‚aw MaÅ„kowski
Tworzenie części
o Utworzyć cześć
Create Part
Name  kratownica_1
Modeling space  2D planar
Base feature  wire
Approximate size  4000
Done
Z menu Toolbox area (obszar narzędzi) wybrać Create lines: Rectangle i utworzyć
prostokÄ…t o wymiarach 1500x1500, wprowadzajÄ…c w polu Promet area (obszar podpo-
wiedzi) współrzędne pierwszego narożnika 0,0 a następnie współrzędne drugiego na-
rożnika 1500,1500
Escape
Z menu Toolbox area (obszar narzędzi) wybrać Create lines: Connected i utwo-
rzyć przekątną, klękając kolejno: lewy dolny narożnik a następnie prawy górny narożnik
Escape
Done
o Zapisać model (pamiętać o nieużywaniu polskich znaków)
Save Model Database
Zdefiniować materiał oraz zdefiniować i przyporządkować przekroje do odpowiednich elementów
o Zdefiniować materiał
Create Material
Name  stal
Material options
Mechanical -> Elasticity -> Elastic: Young s Modulus =2.1E5
Poisson s Ratio =0.3
o Zdefiniować grupy właściwości (Section)
Create Section
Name  przekrój 5x5
Category  Beam
Type  Truss
Continue
Material  stal
Cross sectional area  (można wykorzystać pole poleceń do policzenia pola prze-
kroju)
OK.
W analogiczny sposób zdefiniować drugi przekrój nadając mu nazwę przekrój 6x6
o Przyporządkować zdefiniowane grupy właściwości
Assign Section
Wskazać pręty, przytrzymując klawisz Shift, którym zostanie przyporządkowany prze-
krój 5x5
Done -> przekroj 5x5  > OK. (w polu komunikatów powinno się pojawić:  The section
"przekroj 5x5" has been assigned to the selected regions. ).
Wskazać pręt, któremu zostanie przyporządkowany przekrój 6x6
Done -> przekroj 6x6  > OK. (w polu komunikatów powinno się pojawić:  The section
"przekroj 6x6" has been assigned to the selected regions. )
2014-11-19 2
Metoda Elementów Skończonych  Laboratorium Komputerowe
© mgr inż. JarosÅ‚aw MaÅ„kowski
Zdefiniować położenie modelu względem globalnego układu współrzędnych
Create Instance
Parts  kratownica_1
OK.
Konfiguracja analizy
o Zdefiniować krok obliczeniowy
Create Step
Name  Obciazenie sila statyczna
Procedure type  Linear Perturbation -> Static, Linear perturbation
Continue
Description  Analiza statyczna kratownicy 1 - obciążenie 10kN
Other  pozostawić domyślne ustawienia
OK.
o Sprawdzenie i ewentualna modyfikacja danych wyjściowych
Po zdefiniowaniu kroku obliczeniowego ABAQUS ustawia domyślne parametry plików wyjścio-
wych. W celu sprawdzenia ustawień należy wybrać:
Field Output Requests Manager
Name  Obciazenie sila statyczna
Procedure type  Linear Perturbation -> Static, Linear perturbation
Definiowanie warunków brzegowych i obciążeń
o Warunki brzegowe  stopnie swobody
Create Bonduary Condition
Name  Fix_X
Step  Initial (Wszystkie stopnie swobody definiowane dla kroku Ini-
tial muszą mieć wartość 0, stopnie swobody zdefiniowane w jednym kroku są automa-
tycznie przenoszone do kroku następnego, chyba że zostaną w kroku następnym zmody-
fikowane)
Category  Mechanical
Types for selected step  Displacement/Rotation
Continue
Wskazać lewy górny narożnik kratownicy (musi pojawić się czerwona kropka)
Done
Zaznaczyć U1
OK.
Analogicznie wykonać czynności dla lewego dolnego narożnika kratownicy, wpisując:
Name  Fix_XY
oraz zaznaczajÄ…c U1, U2.
2014-11-19 3
Metoda Elementów Skończonych  Laboratorium Komputerowe
© mgr inż. JarosÅ‚aw MaÅ„kowski
o Obciążenia
Create Load
Name  Siła 10kN
Step  Obciazenie sila statyczna
Category  Mechanical
Types for selected step  Concentrated force
Continue
Wskazać prawy dolny narożnik kratownicy (musi pojawić się czerwona kropka)
Done
Na kierunku Y wpisać wartość siły, dla której jednostkę stanowi Newton
CF2 = -10000
OK. (pojawi się strzałka)
Siatka MES
o Stworzenie siatki MES
Polega na przyporządkowaniu do geometrii elementów odpowiednich MES oraz ustalenie od-
powiedniego podziału (dobór wielkości elementów w zależności od ich typu i rodzaju analizy)
Ustalenie wielkości i liczby elementów
Ze względu na to, że konstrukcja będzie modelowana za pomocą elementów prętowych,
podziału należy dokonać tak, żeby na długości jednego odcinka kratownicy wypadał je-
den element prętowy
Seed part instance
Global element size = 1.5
Przyporządkowanie odpowiedniego typu elementów
Assign Element Type
Wskazać elementy geometrii, którym będą przyporządkowywane elementy MES
Done
Element library - Standard
Family - Truss (element prętowy)
Geometric Order - Linear
OK.
Mesch Part Instance
Wykonanie siatki MES
YES
Wyświetlenie numerów węzłów i elementów
View -> Part Display Options (Show node labels, Show element labels)
Sprawdzenie poprawności modelu i uruchomienie analizy
o Przygotowanie zadania do uruchomienia
Create Job
Name  Kratownica_1_Job
Desciptrion  Statyczna analiza kratownicy 1
Submition
Job Type  Full analysis (Data check jeżeli chcemy tylko sprawdzić)
OK.
Job Manager
Submit
W polu komunikatów musi się pojawić:  Job Kratownica_1_Job completed successfully.
2014-11-19 4
Metoda Elementów Skończonych  Laboratorium Komputerowe
© mgr inż. JarosÅ‚aw MaÅ„kowski
Wyświetlanie wyników
o Wczytanie pliku z wynikami
File -> Open ->
Kratownica_1_Job
o Sprawdzanie reakcji
Tools -> Query ...
w oknie Query  Visualization Module Queries -> Probe Values
w oknie Probe Values
-> Field Output
Wybrać, które reakcje mają zostać wyświetlone OK
z listy Probe: -> Nodes
zaznaczyć RF
najechać wskaz
nikiem myszy na węzeł w którym mają być
sprawdzone wartości reakcji i odczytać wartość
o Wyświetlenie modelu
Plot Fast Reprezentation (tylko model geometryczny)
Plot Udeformed shape (model MES bez deformacji)
Plot Deformed shape (model MES zdeformowany)
Plot Contours (Wyświetlanie wyników)
Result -> Field Output
Wybrać, które wyniki mają zostać wyświetlone
Contur options -> Labels
Show element labels
Show node labels
Ustawienie co ma siÄ™ znalez
ć na widoku
Viewport -> Viewport Annonation Options
Definicja  patrz
o Zapis wyników do pliku
Report -> Report Fidel Output
3. Zadanie II
Wyznaczyć naprężenia w prętach kratownicy oraz reakcje podpór
2014-11-19 5
Metoda Elementów Skończonych  Laboratorium Komputerowe
© mgr inż. JarosÅ‚aw MaÅ„kowski
4. Zadanie do domu
Przeanalizować przykład z helpa. !!! Tylko w zakresie ABAQUS Standard !!!
2014-11-19 6