Analiza kratownicy płaskiej statycznie wyznaczalnej w programie Autodesk Robot Structural Analysis 2010.

Nr. schematu: 105.Funkcja	Tytuł zawodowy	Imię i nazwisko	Podpis
Projektant	Student	Karol Daszkiewicz
Projektant	Student	Damian Jeleniewski
Weryfikator	Dr inż.	Andrzej Ambroziak
Kierownik pracowni	Prof. dr hab. inż.	Paweł Kłosowski

1. Analiza statyczna

1. Przyjęcie schematu nr. 105

Podczas obliczeń w programie Autodesk Robot Structural Analysis 2010 nasz układ przyjęliśmy jako kratownicę płaską.

Narzucone dane początkowe: P = 10 kN a = 2m

2. Przyjęcie wstępnych stalowych przekrojów poprzecznych

Jako wstępny przekrój wybraliśmy przekrój rurowy o średnicy 60 mm oraz grubości ścianek 3 mm.

1.4. Zestawienie konstrukcji ze względu na SGN

Grupy prętów przyjęliśmy w ten sposób, aby w każdej z grup znalazły się pręty podobnie wytężone. Dodatkowo w grupie prętów wspomagających znalazły się pręty wyłącznie rozciągane, co pozwoliło na zastosowanie dla tej grupy najmniejszego przekroju, ponieważ w przypadku prętów ściskanych o nośności decydował warunek nośności na wyboczenie. Przy wymiarowaniu prętów założyliśmy, że węzły kratownicy mają zablokowane przemieszczenia w kierunku prostopadłym do płaszczyzny kratownicy, działania sił na kratownicę, co miało wpływ na długości wyboczeniowe przyjęte podczas wymiarowania.

1.5. Wyniki obliczeń numerycznych

1.5.1. Wykresy sil normalnych od kombinacji SGN Dla większości kombinacji obliczeniowych największe siły ściskające uzyskaliśmy w pręcie o numerze 4.

Maksymalna siła rozciągająca wynosiła 38,92 kN, a siła ściskająca 65,68 kN.

1.5.2.Wykresy deformacji układu od kombinacji SGU

Maksymalne przemieszczenie wystąpiło w węźle 8 i wyniosło 1,455cm od kombinacji SGU3.

1.5.3.Wykresy ekstremalnych naprężeń od kombinacji SGN

Największe naprężenia wystąpiły w pręcie 6, który jest rozciągany.

1.5.4. Wykres naprężeń normalnych w przekroju najbardziej wytężonym

Maksymalne naprężenia występują w pręcie 6 dla kombinacji SGN3. Jest to najbardziej obciążony pręt rozciągany w którym ze względu na przyjęcie mniejszego przekroju niż dla prętów ściskanych występują właśnie maksymalne naprężenia.

2. Analiza modalna

1. Wyznaczanie częstości drgań

W parametrach analizy modalnej wyłączyliśmy aktywny kierunek masy w kierunku y, ze względu na to, że rozpatrujemy nasz układ jako kratownicę płaską i uwzględnienie tego kierunku zapewne prowadziłoby do błędnych wyników.

2. Wpływ wyboru macierzy mas na uzyskane wartości

Dla rozpatrywanej przez nas kratownicy wybór rodzaju macierzy mas nie ma wpływu na uzyskiwane wartości częstotliwości, wartości własnej oraz pulsacji. Otrzymane wyniki porównywaliśmy do 6 miejsc po przecinku. Naszym zdaniem powodem takiego stanu rzeczy jest rodzaj analizowanego układu oraz zastosowana metoda obliczeń.

3. Analiza dynamiczna

1. Analiza drgań konstrukcji pod wpływem nagłego przyłożenia siły skupionej P2=10kN

Podczas analizy dobraliśmy tak krok zapisu, podział oraz koniec, aby uzyskane przez nas wykresy były dokładne. Ich dokładność ocenialiśmy po tym w jakim stopniu są one krzywymi, po ich gładkości. Krok zapisu zwiększaliśmy, aż do momentu w którym na wykresach nie widać było, że są one przybliżane za pomocą prostych łączących kolejne punkty.

2. Porównanie wartości amplitud drgań konstrukcji z wynikami analizy statycznej.

Wartości uzyskane w analizie dynamicznej porównaliśmy z wartościami otrzymanymi podczas analizy statycznej dla tej samej siły P2 przyłożonej do układu:

UZ8 = 0,168 cm (P2)

UZ7 = 1,206 cm (P2)

UX8 = 0,979 cm (P2)

Maksymalne wartości amplitudy drgań dla przemieszczeń:

UZ8 = 0,348 cm

UZ7 = 2,389 cm

UX8 = 2,030 cm

Z powyższych danych wynika, że wartości deformacji występujące w układzie podczas analizy dynamicznej konstrukcji są około 2 razy większe od wartości uzyskanych podczas analizy statycznej

4. Obciążenia ruchome

1. Parametry pojazdu osobnego Mitsubichi Lancer

Długość - 4,48m

Ciężar - 17,16 kN/m³

Szerokość - 1,695m

Rozstaw osi - 2,6m

Rozstaw między kołami - 1,47m

Odległość przednich kół do początku pojazdu - 0,985m

Odległość tylnich kół do końca pojazdu - 0,97m

Dane pobrane ze strony: www.autocentrum.pl

4.2.Symulacja numeryczna przejazdu pojazdu po analizowanej konstrukcji.

Drogę zdefiniowaliśmy za pomocą polilinii tak, aby siły od pojazdu na części trasy nie były skierowane prostopadle do prętów układu.

Politechnika Gdańska Analiza kratownicy płaskiej Str. 2

Wydział ILiŚ statycznie wyznaczalnej.

---