Download
1 / 31
E N D
SAMOUCZEK PRZYKŁAD ROZWIĄZANIA BELKI
ZAPRASZAMY DO NAUKI W samouczku zostało przedstawione, w jaki sposób użyć programu BELKA do obliczania momentów gnących, naprężeń i sił tnących na przykładzie konkretnej belki. Podczas pracy z samouczkiem dowiemy się także, jak na podstawie otrzymanych wyników otrzymać wykresy sił wewnętrznych dla przykładowej belki. PORUSZANIE SIĘ PO SAMOUCZKU: • Każdy ekran podaje instrukcję dotyczącą jednego kroku samouczka. • Każdy krok zawiera ilustrację pokazującą, co powinno być widoczne w oknie programu BELKA. • Wykonanie instrukcji samouczka zajmuje ok. 15 minut. Aby w dowolnej chwili przerwać ćwiczenie, w lewym dolnym rogu naciśnij przycisk. • Aby kontynuować pracę z samouczkiem, kliknij przycisk akcji.
WPROWADZENIE Na rysunku przedstawiona jest belka podparta dwoma podporami. Pierwsza podpora jest podporą stałą i jest umieszczona w punkcie A, natomiast druga podpora jest podporą przesuwną i jest umieszczona w punkcie B. Na odcinkach AC i DB jest przyłożone obciążenie ciągłe o wartości q. W zadaniu mamy za zadanie obliczyć momenty gnące, naprężenia normalne i siły tnące, oraz napisać równanie linii ugięcia belki i znaleźć kąt obrotu belki. Do zadania należy sporządzić wykresy sił wewnętrznych.
UTWÓRZ NOWY PLIK Pierwszym krokiem przy rozpoczęciu obliczania zadania jest utworzenie nowego pliku lub otwarcie już istniejącego. W tym przypadku tworzymy całkiem nowe zadanie i w tym celu z paska menu wybieramy PLIK, a następnie opcję NOWY.
WPROWADZANIE PARAMETRÓW BELKI Pojawi się nam okno PARAMETRY BELKI. W tym oknie wprowadzamy dane dotyczące belki, na podstawie której będziemy przeprowadzać obliczenia. Należy pamiętać o zastosowaniu odpowiednich jednostek. Więcej na ten temat można uzyskać w POMOCY w rozdziale JEDNOSTKI. Ponieważ w MES obciążenie zadaje się jako wartości w węzłach, obciążenia ciągłe są zastępowane automatycznie siłami skupionymi oraz momentami gnącymi, co prowadzi do błędów szczególnie w przypadku małej liczby elementów na których zostało zadane obciążenie ciągłe. Aby wykresy sił tnących i momentów gnących były obarczone jak najmniejszym błędem, konieczny jest gęsty podział w rejonach występowania obciążeń ciągłych.
POKAŻ NUMERY WĘZŁÓW Po wprowadzeniu parametrów otrzymujemy przybliżony kształt belki z podziałem na poszczególne elementy. W celu ułatwienia sobie dalszej pracy, z paska menu wybieramy WIDOK a następnie opcję POKAŻ NUMERYWĘZŁÓW. Potrzebne nam to będzie w następnym kroku, gdy będziemy musieli zaznaczyć miejsca podparcia belki.
WIDOK PODZIELONEJ BELKI Poniżej belki pojawiają się liczby przyporządkowane kolejnym węzłom belki. Tak przygotowaną belkę należy zaopatrzyć w podpory.
WSTAWIANIE PIEWRWSZEJ PODPORY W następnej kolejności będziemy dołączać podpory do rysunku naszej belki. W tym celu na pasku menu wybieramyDODAJ a następnie opcję PODPORĘ.
PODPORA PIERWSZA Określamy teraz, w którym węźle belki będzie umieszczona podpora, oraz jaki będzie jej charakter. W okienku Numer węzła wpisujemy liczbę przyporządkowaną węzłowi w którym chcemy umieścić podporę. Zgodnie z założeniami zadania, podpora pierwsza jest podporą stałą. Aby zaznaczyć taką podporę należy w okienku Utwierdzenia zaznaczyć przemieszczenie w kierunku Y, oraz w oknie Maksymalne przemieszczenie wpisać wartość 0. Po wprowadzeniu danych zatwierdzamy je przyciskiem OK.
WSTAWIANIE DRUGIEJ PODPORY Na ekranie pojawił się znak graficzny wstawionej podpory. Drugą podporę wstawiamy w analogiczny sposób. Na pasku menu wybieramy DODAJa następnie opcję PODPORĘ.
PODPORA DRUGA W tym kroku określamy, w którym węźle umieścimy drugą podporę.W oknie Numer węzła wpisujemy liczbę przyporządkowaną węzłowi w którym chcemy umieścić podporę. Zgodnie z założeniami zadania, podpora druga jest podporą przesuwną. Aby zaznaczyć taką podporę w okienku Utwierdzenia zaznaczamy przemieszczenie w kierunku Y, oraz w oknie Maksymalne przemieszczenie wpisujemy wartość 0. Po wprowadzeniu danych zatwierdzamy je przyciskiem OK.
POKAŻ NUMERY ELEMENTÓW W dalszej części samouczka będziemy obciążać belkę odpowiednimi siłami. Ponieważ w zadaniu występuje obciążenie ciągłe, to w celu ułatwienia zadania takiego obciążenia zamieniamy numery węzłów na numery elementów. W tym celu na pasku menu wybieramy WIDOK i zaznaczamy opcję POKAŻ NUMERY ELEMENTÓW.
WIDOK PODZIELONEJ BELKI Poniżej pojawią się nam liczby przyporządkowane kolejnym elementom belki.
DODAWANIE PIERWSZEGO OBCIĄŻENIA Właśnie otrzymaliśmy belkę podpartą w odpowiednich miejscach i o parametrach założonych na początku zadania. Teraz możemy przystąpić do obciążania belki siłami i momentami. Zaczniemy od obciążenia ciągłego. Aby dodać obciążenie pierwsze na pasku menu wybieramy DODAJa następnie zaznaczamy opcję OBCIĄŻENIE CIĄGŁE.
OBCIĄŻENIE PIERWSZE W tym kroku określimy odcinek belki, na którym będzie działać obciążenie, oraz jego wartość. Ponieważ obciążenie ciągłe jest rozłożone na pewnym odcinku, to musimy zdefiniować początek i koniec tego odcinka. Pierwsze obciążeni zajmuje odcinek od początku belki do 1/3 długości belki, wobec tego w okienku wpisujemy numer pierwszego i ostatniego elementu tego odcinka. W trzecim okienku wpisujemy wartość obciążenia. Należy pamiętać o odpowiednim znaku przy wartości obciążenia. W programie BELKA przyjęte jest, że kierunek do góry i w prawo traktujemy jako dodatnie, wobec tego siły działające w przeciwnych kierunkach wpisujemy ze znakiem minus.
WIDOK BELKI Z OBCIĄŻENIEM PIERWSZYM Na ekranie pojawiło nam się obciążenie ciągłe zadane przez nas w poprzednim kroku. Obciążenie pojawiło się nad belką, a więc jego działanie jest skierowane w dół, czyli zgodnie z założeniami.
DODAWANIE DRUGIEGO OBCIĄŻENIA Drugie obciążenie dodajemy analogicznie do pierwszego. Na pasku menu wybieramy DODAJ a następnie zaznaczamy opcję OBCIĄŻENIE CIĄGŁE.
OBCIĄŻENIE DRUGIE W tym kroku określamy miejsce, w którym będzie działać obciążenie drugie. Jako początek tego obciążenia zaznaczamy element o numerze 21, a jako koniec element 30. W trzecim okienku wpisujemy wartość obciążenia drugiego. Wprowadzone dane potwierdzamy klikając OK. Należy pamiętać o prawidłowych jednostkach przy wprowadzaniu wartości obciążenia.
DODAWANIE MOMENTU Jest to już ostatnia siła, która będzie oddziaływała na belkę. W celu odpowiedniego przyłożenia tego momentu musimy w pasku menu wybrać DODAJ a następnie zaznaczyć opcję SIŁĘ.
MOMENT Na ekranie pojawi nam się okno OBCIĄŻENIE WĘZŁÓW SIŁAMI I MOMENTAMI. W pierwszym okienku wpisujemy numer przyporządkowany węzłowi w którym chcemy umiejscowić moment. W trzecim w kolejności okienku wpisujemy wartość tego momentu. Należy pamiętać, że moment dodatni, to moment działający w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.
KOŃCOWY WIDOK BELKI Po naciśnięciu klawisza OK. pojawi nam się na ekranie widok kompletnej belki. Są na niej umieszczone obciążenia i jest podparta w miejscach założonych w zadaniu.
KONIEC WPROWADZANIA DANYCH W celu sprawdzenia czy poprawnie wprowadziliśmy dane, wybieramy w pasku menu OBLICZENIA a następnie zaznaczamy opcję DANE OBLICZENIOWE.
KOREKTA DANYCH Dzięki zastosowaniu tej opcji, mamy możliwość po raz ostatni sprawdzić poprawność wprowadzonych danych obliczeniowych, i jeżeli okaże się, że są one niepoprawne możemy je zmienić bądź usunąć za pomocą funkcji ZMIEŃ i USUŃ.
OBLICZENIA Jeżeli dane obliczeniowe i geometria belki są sprawdzone to możemy przejść do obliczenia przemieszczeń i naprężeń w belce. W tym celu na pasku menu wybieramy OBLICZENIAi zaznaczamy opcję OBLICZ. W tym momencie program BELKA automatycznie wykonuje wszystkie obliczenia. Po włączeniu funkcji WYNIKI OBLICZEŃ wyświetli nam się okno ze wszystkimi wynikami obliczonymi na podstawie danych wprowadzonych przez podczas wcześniejszych czynności.
STATYSTYKA Ta funkcja pozwala nam zobaczyć wszystkie dane statystyczne belki, takie jak ilość elementów, ilość węzłów itp. Przedstawia także maksymalne przemieszczenia i naprężenia oraz węzły w których występują te przemieszczenia. Aby uzyskać te dane należy na pasku menu wybrać OBLICZENIA i zaznaczyć opcję STATYSTYKA.
WYKRESY W dalszej części samouczka dowiemy się w jaki sposób możemy wyświetlić wykresy sił wewnętrznych w programie BELKA.
JAK WYŚWIETLAĆ WYKRESY? Aby wyświetlić wykresy sił wewnętrznych belki i linię ugięcia belki skorzystamy z funkcji WIDOK na pasku menu. Już korzystaliśmy z tej funkcji przy okazji zaznaczania numerów węzłów i numerów elementów, więc nie powinno być kłopotu z jej odnalezieniem. Po uaktywnieniu funkcji WIDOK rozwinie się nam pasek na którym możemy wybrać interesującą nas opcję. W kolejnych posunięciach będziemy wybierać UGIĘCIE BELKI, WYKRES SIŁ TNĄCYCH ORAZ WYKRES MOMENTÓW GNĄCYCH.
ZAPISYWANIE Ostatnią czynnością w naszym samouczku jest zapisanie pliku. W pasku menu wybieramy PLIK i zaznaczamy opcję ZAPISZJAKO. Pojawi nam się okno, w którym wpisujemy nazwę pod jaką chcemy zapisać zadanie. Po wpisaniu nazwy klikamy myszą na przycisk ZAPISZ.
