Расчет пространственной стержневой системы

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 25 Сентября 2011 в 14:24, курсовая работа

Описание работы

Целью курсовой работы является определение перемещений в пространственной стержневой системе под действием заданных сил, определение матрицы жёсткости стержневой системы, выполнение расчёта на прочность и устойчивость для определения поперечных размеров стержней, обеспечивающих уровень напряжений ниже предела прочности.

Скачать архив (149.88 Кб) Сколько стоит заказать работу?

Файлы: 1 файл

Курсовая 10в..DOC

— 599.50 Кб (Скачать файл)

Расчет геометрических характеристик сечения и определение поля касательных напряжений.

Сечение изображается в масштабе и разбивается на N = 114 треугольных элементов близких по форме к равносторонним. Сечения, имеющие в своей основе прямоугольники, разбиваются на прямоугольные треугольники с отношением сторон не более 2.

Треугольники нумеруются в произвольном удобном порядке, а номера обводятся на схеме кружками.
Вершины треугольников образуют n = 75 узлов, которым в определенном порядке присваиваются глобальные номера. Сначала нумеруются m = 41 внутренних (не лежащих на контуре сечения) узлов, затем нумеруются внешние (лежащие на контуре сечения) узлы. Нумерация начинается с узла имеющего минимальное количество соседних внутренних узлов. Под соседними узлами понимаются узлы принадлежащие одной стороне треугольника. Следующие номера получают узлы ближайшие к узлам с минимальными номерами.
Составляется матрица (файл torsionm.prn) соответствия индексов (номеров) узлов, состоящая из N строк, равном числу треугольных элементов. В каждой строке записываются 3 глобальных (внешних) номера вершин каждого треугольного элемента соответствующих 3-м собственным локальным (внутренним) номерам вершин каждого треугольного элемента. Номера располагаются в порядке, соответствующем обходу вершин треугольников против часовой стрелки.

2 3

42	17	43	16	30	25	26	29	11
42	64	17	9	16	25	29	14	11
64	32	17	33	9	25	29	38	14
64	61	32	33	25	2	29	6	38
32	61	60	33	2	20	6	70	38
32	60	63	19	33	20	70	53	38
74	59	41	19	20	66	38	53	69
59	58	41	44	19	66	38	69	5
41	58	57	66	20	21	38	5	28
41	57	56	66	21	45	14	38	28
41	56	72	20	34	21	14	28	27
41	72	8	20	2	34	11	14	27
41	8	31	2	25	34	35	11	27
74	41	31	25	10	34	35	27	4
74	31	24	25	30	10	35	4	75
63	74	24	30	15	10	23	35	75
32	63	24	30	39	15	23	75	47
32	24	1	30	7	39	46	23	47
32	1	18	7	71	39	75	36	48
17	32	18	71	54	39	75	4	36
18	73	17	39	54	70	4	27	36
43	17	73	39	70	6	27	12	36
73	18	19	39	6	29	27	28	12
73	19	44	15	39	29	28	13	12
18	33	19	15	29	26	28	37	13
18	1	33	10	15	26	28	5	37
1	24	33	34	10	26	5	69	37
24	9	33	34	26	3	69	52	37
24	31	9	34	3	22	37	52	62
31	16	9	21	34	22	37	62	51
31	40	16	21	22	67	37	51	65
31	8	40	45	21	67	13	37	65
8	72	40	67	22	23	13	65	68
72	55	40	67	23	46	12	13	68
40	55	71	22	35	23	36	12	68
40	71	7	22	3	35	36	68	50
40	7	30	3	26	35	36	50	49
16	40	30	26	11	35	48	36	49

Составляется матрица (файл torsionf.prn) координат узлов, состоящая из n строк, равному числу узлов. В каждой строке записываются 2 координаты (y и z) каждого узла и весовой коэффициент w = 1.

Коэффициент w называется «коэффициентом восстановления жесткости». Если исходная фигура целиком разбивается на треугольники, то для каждого узла w = 1. Если же из-за симметрии разбиения фигуры для расчетов используется только симметричная часть фигуры, то узлы на границе отсечения имеют коэффициенты w > 1.

0.005	0.005	1	0.008	0.020	1	0.018	0.034	1
0.005	0.012	1	0.008	0.028	1	0.022	0.031	1
0.005	0.020	1	0.014	0.028	1	0.022	0.024	1
0.005	0.028	1	0.014	0.020	1	0.022	0.016	1
0.018	0.028	1	0.014	0.012	1	0.022	0.008	1
0.018	0.020	1	0.014	0.005	1	0.022	0.002	1
0.018	0.012	1	0.005	0.002	1	0.022	0	1
0.018	0.005	1	0.005	0.008	1	0.018	0	1
0.008	0.008	1	0.005	0.016	1	0.014	0	1
0.008	0.016	1	0.005	0.024	1	0.008	0	1
0.008	0.024	1	0.005	0.031	1	0.005	0	1
0.008	0.031	1	0.018	0.031	1	0.022	0.034	1
0.014	0.031	1	0.018	0.024	1	0.008	0.002	1
0.014	0.024	1	0.018	0.016	1	0.002	0	1
0.014	0.016	1	0.018	0.008	1	0.014	0.034	1
0.014	0.008	1	0.018	0.002	1	0	0.012	1
0.002	0.002	1	0	0	1	0	0.020	1
0.002	0.005	1	0	0.002	1	0.008	0.034	1
0.002	0.008	1	0	0.008	1	0.022	0.028	1
0.002	0.012	1	0	0.016	1	0.022	0.020	1
0.002	0.016	1	0	0.024	1	0.022	0.012	1
0.002	0.020	1	0	0.028	1	0.022	0.005	1
0.002	0.024	1	0.002	0.031	1	0	0.005	1
0.008	0.005	1	0.002	0.034	1	0.014	0.002	1
0.008	0.012	1	0.005	0.034	1	0.002	0.028	1

10.6. Расчет поля касательных напряжений при кручении и геометрических характеристик поперечного сечения выполняется программой TORSION.mcd. В первых строках программы необходимо ввести число m внутренних узлов. Рядом с рисунком поля напряжений указываются геометрические характеристики сечения

Jx=1.541E-8

Jy=6.668E-8

Jz=2.861E-8

Alfa=-0.047

Flat=7.24E-4

Yc=0.011

Zc=0.017

Составляется матрица (файл stsycos.prn) направляющих косинусов (МНК) собственных осей каждого элемента. Эта матрица может быть рассчитана автоматически программой stsyscrd.mcd по матрице stsyscrd.prn координат (x₀, y₀, z₀, x₁, y₁, z₁) центров концевых сечений каждого стержневого элемента, соответствующих направлению собственной оси x каждого стержневого элемента. При этом локальные оси Z каждого элемента располагаются параллельно плоскости YOZ глобальной системы координат. МНК также может быть составлена иным образом, если требуется специальная ориентация локальных осей координат. МНК имеет вид таблицы с числом строк равному числу стержневых элементов:

0 1 0 -1 0 0 0 0 1

0.6247 -0.7809 0 0.7809 0.6247 0 0 0 1

-0.8815 -0.4722 0 -0.4722 0.8815 0 0 0 -1

0 0 -1 0 1 0 1 0 0

0 1 0 -1 0 0 0 0 1

0.6247 -0.7809 0 0.7809 0.6247 0 0 0 1

-0.8815 -0.4722 0 -0.4722 0.8815 0 0 0 -1

0 0 -1 0 1 0 1 0 0

1 0 0 0 1 0 0 0 1

0 0 -1 0 1 0 1 0 0

0 -1 0 1 0 0 0 0 1

0 0.2425 0.9701 0 0.9701 -0.2425 -1 0 0

12. Расчет перемещений в пространственной стержневой системе производится по программе stsys3.mcd. В первых строках программы необходимо ввести число m подвижных степеней свободы.

13. Расчет стержней на прочность и определение размеров поперечных сечений стержней производится по программе stsys3L.mcd. В первых строках программы необходимо ввести номер стержня nst, для которого производятся вычисления и строятся графики напряжений и эпюры внутренних сил, а также значение модуля продольной упругости E (стали) и предел прочности материала (стали) sig_max.

14. Расчёт стержней на устойчивость производится в программе stsys3L.mcd. По номеру стержня nst вычисляется коэффициент дополнительного прогиба k_f = 1/(1+N/P_kr). Значение этого коэффициента не должно превышать 1.05, иначе необходимо изменить поперечный размер стержня.

15. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ

15.1. Вектор узловых перемещений (Stsysq.prn)

0.002235

-0.004678

-3.943e-006

-0.001361

0.002072

-0.005726

-0.01156

-0.000359

-3.966e-006

-0.001361

0.002115

-0.005702

-0.001488

-0.003267

-0.00324

0.0007731

0.005827

-0.005492

-0.003129

-0.0002557

-2.222e-006

0.0007321

0.007015

-0.004384

0.001878

-0.0002547

-0.0002114

0.0002083

0.002973

-0.004324

0.0006995

-0.003268

-0.002644

0.0002043

0.002844

-0.004326

-0.00772

15.2. Матрица узловых сил (stsyspu.prn) представляет значения 12-ти узловых сил в проекции на локальные оси координат. Число строк матрицы равно числу стержневых элементов.

-1142 982.1 -1079 -14.12 214.4 113.2 1142 -982.1 1079 14.12 324.9 377.8

-7377 1890 -171.5 -14.18 52.75 521.9 7377 -1890 171.5 14.18 24.06 324.7

1779 155.7 1061 -5.202 -132.2 -44.33 -1779 -155.7 -1061 5.202 -205.1 93.85 -143 399.3 -659.8 20.69 197.4 119.4 143 -399.3 659.8 -20.69 198.5 120.2

-1148 -7.216 -1066 -14.06 210 -18.84 1148 7.216 1066 14.06 322.8 15.23

-1925 372.4 -219.4 -14.4 60.45 74.49 1925 -372.4 219.4 14.4 37.83 92.36

2769 -227.7 1084 -5.454 -138.3 -75.57 -2769 227.7 -1084 5.454 -206.3 3.163

984.4 -218.6 -310.1 17.3 93 -66.8 -984.4 218.6 310.1 -17.3 93.09 -64.34

-1181 -2179 1874 -30.65 17.11 -349.6 1181 2179 -1874 30.65 -242 88.2

1111 -2166 -120.1 -41.53 13.89 -186.2 -1111 2166 120.1 41.53 0.5215 -73.75

-9886 195.5 -36.32 10.29 -13.72 47.33 9886 -195.5 36.32 -10.29 35.51 69.99

Информация о работе Расчет пространственной стержневой системы

42	17	43	16	30	25	26	29	11
42	64	17	9	16	25	29	14	11
64	32	17	33	9	25	29	38	14
64	61	32	33	25	2	29	6	38
32	61	60	33	2	20	6	70	38
32	60	63	19	33	20	70	53	38
74	59	41	19	20	66	38	53	69
59	58	41	44	19	66	38	69	5
41	58	57	66	20	21	38	5	28
41	57	56	66	21	45	14	38	28
41	56	72	20	34	21	14	28	27
41	72	8	20	2	34	11	14	27
41	8	31	2	25	34	35	11	27
74	41	31	25	10	34	35	27	4
74	31	24	25	30	10	35	4	75
63	74	24	30	15	10	23	35	75
32	63	24	30	39	15	23	75	47
32	24	1	30	7	39	46	23	47
32	1	18	7	71	39	75	36	48
17	32	18	71	54	39	75	4	36
18	73	17	39	54	70	4	27	36
43	17	73	39	70	6	27	12	36
73	18	19	39	6	29	27	28	12
73	19	44	15	39	29	28	13	12
18	33	19	15	29	26	28	37	13
18	1	33	10	15	26	28	5	37
1	24	33	34	10	26	5	69	37
24	9	33	34	26	3	69	52	37
24	31	9	34	3	22	37	52	62
31	16	9	21	34	22	37	62	51
31	40	16	21	22	67	37	51	65
31	8	40	45	21	67	13	37	65
8	72	40	67	22	23	13	65	68
72	55	40	67	23	46	12	13	68
40	55	71	22	35	23	36	12	68
40	71	7	22	3	35	36	68	50
40	7	30	3	26	35	36	50	49
16	40	30	26	11	35	48	36	49

42	17	43	16	30	25	26	29	11
42	64	17	9	16	25	29	14	11
64	32	17	33	9	25	29	38	14
64	61	32	33	25	2	29	6	38
32	61	60	33	2	20	6	70	38
32	60	63	19	33	20	70	53	38
74	59	41	19	20	66	38	53	69
59	58	41	44	19	66	38	69	5
41	58	57	66	20	21	38	5	28
41	57	56	66	21	45	14	38	28
41	56	72	20	34	21	14	28	27
41	72	8	20	2	34	11	14	27
41	8	31	2	25	34	35	11	27
74	41	31	25	10	34	35	27	4
74	31	24	25	30	10	35	4	75
63	74	24	30	15	10	23	35	75
32	63	24	30	39	15	23	75	47
32	24	1	30	7	39	46	23	47
32	1	18	7	71	39	75	36	48
17	32	18	71	54	39	75	4	36
18	73	17	39	54	70	4	27	36
43	17	73	39	70	6	27	12	36
73	18	19	39	6	29	27	28	12
73	19	44	15	39	29	28	13	12
18	33	19	15	29	26	28	37	13
18	1	33	10	15	26	28	5	37
1	24	33	34	10	26	5	69	37
24	9	33	34	26	3	69	52	37
24	31	9	34	3	22	37	52	62
31	16	9	21	34	22	37	62	51
31	40	16	21	22	67	37	51	65
31	8	40	45	21	67	13	37	65
8	72	40	67	22	23	13	65	68
72	55	40	67	23	46	12	13	68
40	55	71	22	35	23	36	12	68
40	71	7	22	3	35	36	68	50
40	7	30	3	26	35	36	50	49
16	40	30	26	11	35	48	36	49

42	17	43	16	30	25	26	29	11
42	64	17	9	16	25	29	14	11
64	32	17	33	9	25	29	38	14
64	61	32	33	25	2	29	6	38
32	61	60	33	2	20	6	70	38
32	60	63	19	33	20	70	53	38
74	59	41	19	20	66	38	53	69
59	58	41	44	19	66	38	69	5
41	58	57	66	20	21	38	5	28
41	57	56	66	21	45	14	38	28
41	56	72	20	34	21	14	28	27
41	72	8	20	2	34	11	14	27
41	8	31	2	25	34	35	11	27
74	41	31	25	10	34	35	27	4
74	31	24	25	30	10	35	4	75
63	74	24	30	15	10	23	35	75
32	63	24	30	39	15	23	75	47
32	24	1	30	7	39	46	23	47
32	1	18	7	71	39	75	36	48
17	32	18	71	54	39	75	4	36
18	73	17	39	54	70	4	27	36
43	17	73	39	70	6	27	12	36
73	18	19	39	6	29	27	28	12
73	19	44	15	39	29	28	13	12
18	33	19	15	29	26	28	37	13
18	1	33	10	15	26	28	5	37
1	24	33	34	10	26	5	69	37
24	9	33	34	26	3	69	52	37
24	31	9	34	3	22	37	52	62
31	16	9	21	34	22	37	62	51
31	40	16	21	22	67	37	51	65
31	8	40	45	21	67	13	37	65
8	72	40	67	22	23	13	65	68
72	55	40	67	23	46	12	13	68
40	55	71	22	35	23	36	12	68
40	71	7	22	3	35	36	68	50
40	7	30	3	26	35	36	50	49
16	40	30	26	11	35	48	36	49