_Instrukcja Do Kratownicy (Algor)_.doc

Instrukcja do zadania typu KRATOWNICA z systemem ALGOR

Treść zadania:

Dla kratownicy obciążonej i podpartej jak na rys.1 proszę określić:

-          reakcje w podporach,

-          siły (naprężenia) w prętach kratownicy,

-          przemieszczenia węzłów.

Rys.1 Obciążenie i punkty podparcia kratownicy

Dane do zadania:

-          przekrój każdego pręta kratownicy A=100mm2,

-          długość pręta nr.2 l2=2000mm,

-          moduł Young’a E=70000MPa.

Rozwiązanie:

Jak większość tego typu programów komputerowych tak i system ALGOR umożliwia osiągnięcie rozwiązania problemu-zadania w sposób wielotorowy. Poniżej zostanie przedstawiona-opisana jedna z wielu dróg.

Poniższy opis dotyczy systemu ALGOR v19.2 z interfejsem w języku angielskim.

Po utworzeniu podkatalogu w katalogu DYDAKTYKA na dysku D, w którym będzie zapisywany nowy projekt (ważne: nazwa podkatalogu: max.8 liter z alfabetu angielskiego bez znaków specjalnych typu:_,-,/,@,”SPACJA” ,~,itp.), uruchamiamy system Algor:

START®PROGRAMY®ALGORv19®FEMPRO

Rys.2 Okno dialogowe kreatora FEA Model

Pojawia się okno dialogowe jak na rys.2, w którym deklarujemy utworzenie nowego <New> typu modelu <FEA Model> oraz pozostawienie bez zmian rodzaju analizy
<Static Stress with Linear Material Models> (analiza statyczna).

Zatwierdzenie tych ustawień przyciskiem <NEW> powoduje wyświetlenie okna dialogowego jak na rys.3.

Rys.3 Okno dialogowe ustalania miejsca zapisu i nazwy FEA Model 

W oknie tym określamy miejsce zapisu na dysku oraz nazwę projektu (ważne: podobnie jak przy nazwie podkatalogu należy ograniczyć się do 8 znaków z alfabetu angielskiego
bez używania znaków specjalnych).

Zatwierdzenie podanej nazwy pliku <Zapisz> powoduje uruchomienie programu FEMPRO w zakładce FEA-editor (rys.4):.

Rys.4 Uruchomienie edytora SUPERDRAW z poziomu FEMPRO

Przejście do edytora graficznego SUPERDRAW realizowane jest poprzez:

TOOLS®Transfer to SUPERDRAW III

Edytor graficzny SUPERDRAW jest łatwym w użytkowaniu programem typu CAD. Umożliwia budowę dowolnie złożonych figur płaskich i brył w oparciu o podstawowe elementy konstrukcyjne typu: punkt, odcinek, prostokąt, okrąg. Edytor ma wbudowane narzędzia specyficzne dla systemów MES np. komenda umożliwiająca przemieszczenie węzła(ów) siatki elementów skończonych, określenie typu elementu skończonego zastosowanego w obliczeniach MES, przyporządkowanie mu określonego materiału, definicji jednostek, wbudowane generatory siatek, itp.

Rys.5 Ekran edytora graficznego SUPERDRAW

Ekran edytora graficznego (rys.5) podzielony jest na trzy (w pełni konfigurowalne
przy użyciu myszki, co do wielkości i położenia) główne elementy:

1.      Główne okno edytora zawierające:

-          informacje dotyczące ścieżki dostępu;

-          menu główne;

-          graficzną interpretację układu współrzędnych uzależnioną od określonego
w danym momencie aktywnego widoku;

-          aktywnych w danej chwili ustawień cech elementu rysunkowego
(Surface, Layer, Part);

-          informacji o współrzędnych kursora graficznego.

2.      Okno dialogowe.

3.      Okna narzędziowe (liczba, położenie, widok – konfigurowane poleceniem z menu głównego (rys.6):

SETTINGS®TOOLBARS

Rys.6 Ustawienie aktywnych (wyświetlanych) okien narzędziowych i ich wielkości

Zalecane jest, z uwagi na częstotliwość używania tylko niektórych narzędzi, wyświetlenie trzech okien narzędziowych:

-       Selection Tools – okno wyboru elementów rysunkowych;

-       View Utilities – okno zdefiniowanych, podstawowych widoków, zoom, regeneracji rysunku;

-       Add CAD – okno rysowania podstawowych elementów rysunkowych.

KROK 1 – ustawienia początkowe w edytorze SUPERDRAW:

-       ustawić widok podstawowy VIEW=1 w płaszczyźnie XY rys.8;

Rys.8 Ustalenie aktualnego widoku

-       pozostawić bez zmian parametry domyślne cechy elementu rysunkowego (S=1,L=1,P=1 odpowiednio: Surface, Layer, Part) – wszystkie obiekty, które będą
od tej pory rysowane będą miały przypisane te cechy;

-       określić/sprawdzić jednostkę rysunkową mm i  jednostkę siły N. Używamy w tym celu <Model Data> polecenie UNIT ® <Unit System:Custom> rys.9, (pozostałe wielkości można zostawić bez modyfikacji).

Rys.9 Ustalenie jednostek

KROK 2 – rysowanie trójkąta będącego odwzorowaniem zarysu kratownicy.

Opis:

Z uwagi na kształt kratownicy, pierwszy wykonany rysunek będzie przedstawiał figurę płaską - trójkąta,  z zachowaniem geometrii (długości boków i kąty). 

Wykonanie:

Przyjmując za punkt wyjścia węzeł A kratownicy, rysujemy bok trójkąta nr.2 o długości l2=2000 jednostek długości.

W tym celu wybieramy z okna podstawowych obiektów rysunkowych (Add Cad Object) narzędzie Line (rys.10) i podajemy współrzędne początku rysowania rys.11:

Zalecane jest rysowanie linii poprzez podanie przyrostu poszczególnych współrzędnych. Również w tym przypadku posługujemy się tą metodą a mianowicie: naciskamy przycisk <Relation> (rys.12). W wyświetlonym oknie zaznaczamy opcję Use Relative
i zatwierdzamy przyciskiem <Done>. W tym momencie współrzędne X..Y..Z.. z rys.12 zastąpione zostają przyrostami jak na rys.13.

Na potrzeby narysowania linii poziomej o długości 2000 wpisujemy w pola z rys.13: DX=2000 ; DY=0; DZ=0 i zatwierdzamy z klawiatury klawiszem <ENTER>.

Następnie przerywamy rysowanie dalszych odcinków naciskając klawisz klawiatury <ESC>.

Na koniec wybieramy z okna narzędziowego widoków -View Utilities polecenie Enclose wyświetlające całą poziomą linię w oknie edytora (działanie tego polecenia w innych programach typu CAD podobne jest do polecenia ZOOM ALL) rys.14.

Rys.14 Wywołanie polecenia Enclose

Opis:

Kolejny etap to narysowanie dwóch kolejnych boków trójkąta poprzez narysowanie
z punktów A i B pionowych odcinków o takiej długości by po ich obrocie o odpowiednie kąty, dane w treści zadania uzyskać punkt przecięcia będący brakującym węzłem C.

Wykonanie:

W tym celu wybieramy z okna podstawowych obiektów rysunkowych (Add Cad Object) narzędzie Line (rys.10) i podajemy współrzędne początku rysowania. Tym razem współrzędne zostaną podane poprzez wskazanie na ekranie edytora współrzędnych węzła A. Dlatego ustawiamy kursor myszy w pobliżu węzła A i naciskamy Prawy Przycisk Myszy (PPM) – efekt: początek rysowanej linii został „zaczepiony” w punkcie o współrzędnych węzła A. Drugi koniec linii podajemy poprzez wpisanie przyrostu (rys.13): DX=0;
DY=-4000;DZ=0.

Podobnie postępujemy przy rysowaniu pionowego odcinka o początku w punkcie B.

Proszę pamiętać o wychodzeniu z operacji (przerwaniu) rysowania linii poprzez klawisz <ESC>. Po wykonaniu tych operacji i wywołaniu polecenia Enclose (rys.14) widok jak
na rys.15.

Rys.15 Widok okna głównego edytora

Opis:

Wyznaczenie brakującego punktu C polega na obrocie pionowych odcinków
o odpowiednie kąty. W tym przypadku kąt obrotu w punkcie A będzie wynosił 20° ponieważ:

110°-90°=20°

Dla punktu B:  90°-40°=50°

Wykonanie:

Obrót odcinka pionowego o początku w punkcie A wykonujemy poprzez wskazanie elementu, który zamierzamy obracać wybierając z okna narzędziowego selekcji (rys.16) narzędzie by point (wskazanie poprzez ustawienie kursora myszy na wybranym obiekcie
w tym przypadku linii i naciśnięcie Lewego Przycisku Myszy LPM).

Rys.16 Okno narzędziowe Selection Tools

Następnie po zaznaczeniu obiektu,  z menu głównego:

Modify ® Rotate

W wyświetlonym oknie dialogowym (rys.17) zaznaczamy obrót względem osi Z
<About Z Axis>.

Rys.17 Okno dialogowe Rotate

Ważne: proszę pamiętać w tym miejscu o wskazaniu (zdefiniowaniu) punktu względem, którego będzie wykonywany obrót w tym przypadku będzie to punkt A. W tym celu ustawiamy kursor w pobliżu punktu A i korzystamy z PPM.

Korzystając z okna dialogowego Rotate (rys.17) naciskamy przycisk <Angle>
i wpisujemy z klawiatury kąt -20° zatwierdzając podaną wartość klawiszem <ENTER>. Ujemna wartość kąta podyktowana jest kierunkiem obrotu w płaszczyźnie rysunku XY zgodnym z kierunkiem obrotu wskazówek zegara.

Obrót zaznaczonego obiektu o podany kąt wykonywany jest po naciśnięciu przycisku <Rotate> w oknie dialogowym z rys.17.

Procedurę obrotu powtarzamy dla drugiego odcinka pionowego pamiętając o:

-          podaniu kąta obrotu -50°,

-          zdefiniowaniu punktu obrotu w punkcie B.

Po wykonaniu opisanych operacji otrzymujemy widok jak na rys.18.

Rys.18 Widok obiektów rysunkowych w oknie edytora po operacji obrotu

Opis:

Chcąc pozbyć się zbędnych elementów (cel: uzyskanie zarysu kratownicy) należy wykonac przecięcie za długich odcinków w punkcie C.

Wykonanie:

„Dociecie” zarysu kratownicy w punkcie C przeprowadzamy z wykorzystaniem funkcji Intersect, którą wywołujemy z menu głównego (rys.19):

Construct ® Intersect

Rys.19 Sposób wydania polecenia Intersect

W celu poprawy wizualizacji dzielenia zalecane jest włączenie widoku końców linii poprzez „x”. W tym celu z menu głównego:

View ® Display Switches

W oknie z rys.20 zaznaczamy <Display Endpoint as X> i zatwierdzamy klawiszem <Done>.

Rys.20 Okno dialogowe Display Switches

Operacja dzielenia funkcją Intersect polega na wskazaniu LPM (Lewym Przyciskiem Myszy):

-          pierwszy raz: obiektu rysunkowego wyznaczającego kierunek dzielenia;

-          drugi raz: obiektu dzielonego.

W tym przypadku wskazujemy LPM obiekty z rys.21 w kolejności jak poniżej:

-          pierwszy raz obiekt 1, drugi raz obiekt 2 (podzielenie obiektu 2 na dwie części – kierunkiem na którym leży obiekt 1);

-          pierwszy raz jedna z części podzielonego obiektu 2, drugi raz obiekt 1 (podzielenie obiektu 1...