Robot Millennium (Версия 20.0). Руководство пользователя

Подождите немного. Документ загружается.

ROBOT MILLENNIUM v 20.0 РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ Март 2007 - 261 -

WEB: www.ar-cadia.com.ua Эл.почта: office@robobat.odessa.net

Y urnal, v.24, 2, 1981

, Design of a recursive shape controlling mesh generator, 1375-90, vol. 19, 1983

LL, Substructured macro elements based on locally blended

interpo

SCHING, An application of computer graphics to 3D FE, C&3 1979, v.

10, 149

analysis, Computers &

Structu 97

D rough curve networks, Journal of Math &

Mech.

E LLAGHER, GREENBERG, A General 2-D Graphical FE

Preprocessor Utilizing Discrete Transfinite Mappings, IJNME, 1981, vol. 17, 1015-44

Solution of Steady State Heat Flow Problems over

Curved s 76 (Tra

nterpolation and Applications to Engineering Problems, Theory of

Approx

LDEMAN, A triangular FE mesh generator for fluid dynamic systems

of arbit

BOW ER, Computing Divicklet tesselations, The Computer Jo

BYKAT, Automatic generation of triangular grid: I - subdivision of a general polygon into

convex subregions, II - triangulation of convex polygons, IJNME'76, 1329-42

BYKAT, A note on an element ordering schema, IJNME '76, 194-8

BYKAT

CAVENDISH, GORDON, HA

lation, IJNME'83, v11, IJNME'77, 1405-21

COLLINS, A modified prefrontal routine, IJNME '77, 765-6

DUROCHER, GASPER, A Vertical Two-Dimensional Mesh Generator with Automatic

Bandwidth Reduction, Computer & Structures, 1979, v. 10, p. 561-75

EISENBERG, MALVERN, On FE Integration in Natural Co-ordinates, IJNME'73, v.7, N 4,

574-5

FREY, HALL, POR

-54

GOLDEN, Geometric structural modelling: a promising basis for FE

res 1 9, v. 10, 347-50

GOR ON, Spline blended surface interpolation th

(JMM) '69, 931-52

GORDON, HALL, Transfinite Element Methods: Blending Function Interpolation over

Arbitrarily Curved Element Domains, Numer. Math, 21, 109-29

HAB R, SHEPHARD, ABEL, GA

HALL, LUCZAK, SERDY, Numerical

Domain , ACM - TrMS' nsaction of Mathematical Software), vol. 2, Nr 3, Sept. 76, p.

257-74

HALL, Transfinite I

imation with Applications, ed. LAW, SAHNEJ, 308-31

HENSHELL, Differences Between Isoparametric Assumptions and True Circles, IJNME,

1977, p. 1193-6

JOE, SIMPSON, Triangular meshes for regions of complicated shape, IJNME'86, v. 23, 751-78

JOHNSON, Meshing - Beauty is only skin deep, BENCHmark, June 1993, p. 34-37

KLEINSTREUER, HO

rary geometry, IJNME'80, v. 15, 1325-34

ROBOT MILLENNIUM v 20.0 РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ Март 2007 - 262 -

WEB: www.ar-cadia.com.ua Эл.почта: office@robobat.odessa.net

der triangular and rectangular elements,

Compu

-Quality Gradation Finite Element Mesh, Engineering Fracture

Mecha

C&S,

1991, vol. 39, N° 5, pp. 493-500

Computers & Structures, 1991, vol. 39, N° 5, pp. 501-11

ization of FE Grids based on Minimum Potential Energy,

Transaction of ASME (Journal of Eng. for Indus.), February 1973, p. 186-90

etric Element Representation, IJNME,

1975, vol. 10, N°4, P; 954-7

Higher Order Meshes, IJNME, 1983, vol. 19, pp. 1331-53

in Mappings for the Numerical Solution of Partial Differential

Equations, IJNME, 1976, vol. 10, p. 211-23

ations in FE Structural

Analysis, C&S, 1979, vol. 10, p. 333-42

mputer Graphic Preprocessing for 3D FE

Analysis, IJNME, 1982, vol. 18, p. 909-26

Spatial Decom

ing rational Bezier approximation form with

infinite control points, CAD, 1988, p. 2-10

LEE, LO, An Automatic Adaptive Refinement, FE Procedure for 2D Elastostatic Analysis,

IJNME 1992, vol. 35, P. 1967-89

LEWIS, ROBINSON, Triangulation of Planar Regions with Applications, The Computer

Journal 1987, vol. 21, n°4, p. 324-32

LIU, CHEN, A 2D Mesh generator for variable or

ter & Structures, v. 29, Nr 6, 1033-53, 1998

LO, Generation of High

nics, 1992,vol. 41, N° 2, pp. 191 - 202

LO, Visualisation of 3D solid FE mesh by the method of sectioning, C&S, 1990, vol. 35, N° 1,

pp. 63-8

LO, Volume discretization into tetrahedra - I. Verification and orientation of B surfaces,

LO, Volume discretization into tetrahedra - II. 3D triangulation by advancing front approach,

LO, CHEUNG, LEUNG, An algorithm to display 3D objects, C&S'82, v. 15, No. 6, 637-83

McNEICE, MARCAL, Optim

MEEK, BEER, Contour Plotting of Data Using Isoparam

MOSCARDINI, LEWIS, CROSS, AGHTOM - Automatic Generation of Triangular and

OBERKAMPF, Doma

PARK, WASHAM, Drag method as a FE mesh generation scheme, Computers & Structures,

1979, vol. 10, p. 343-6

PEANO, PASINI, RICCIONI, SARDELLA, Adaptive Approxim

PERUCCHIO, INGRAFFEA, ABEL, Interactive Co

PERUCCHIO, SAXENA, Automatic Mesh Generation from Solid Models Based on Recursive

positions, IJNME, 1989, vol. 28, pp. 2469-501

PIEGL, Hermite and Coons like interpolants us

ROBOT MILLENNIUM v 20.0 РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ Март 2007 - 263 -

WEB: www.ar-cadia.com.ua Эл.почта: office@robobat.odessa.net

tion of a triangular mesh, Comp. & Structures,

1991, v

S, Checking the Topological consistency of a FE mesh, IJNME 1979, v. 14, 1805-12

finement Processes for FE solutions, IJNME, v. 17, 649-

62, 198

cting the design process using solid modelling and automated FE mesh

generat

of Triangular Finite Elements, IJNME,

19780

neration and the

Delaun

regular Rectangular Meshes, IJNM, 1979, v. 14,

1665-7

1313-2

E, 1987, v. 24, 1757-69

, An Interactive Computer Graphics Approach of Surface

Representation, Communication of the ACM, October 1977, vol. 20, n° 10, p. 703

iv Essential Ingredients of

Engine l -15

SPATIAL TECHNOLOGY, ACIS 3D Toolkit - Technical Overview, Printed in the USA,

1996/9

PINA, An Algorithme for Frontwidth Reduction, IJNME, 1981, vol. 17, p. 1539-46

PISSANETZKY, KUBIK, An Automatic 3D FE Mesh Generator, IJNME, 1981, vol. 17, p.

255-69

POURAZADY, RADHAKRISHAN, Optimiza

. 40, Nr 3, pp. 795-804

PREIS

RHEINBOLDT, Adaptative Mesh Re

RUDD, Impa

ion, CAD'88, p. 212-60

SADEK, A Scheme for the Automatic Generation

vol. 15, p. 1813-22

SCHROEDER, SHEPHARD, Geometry Based Fully Automatic Mesh Ge

ay Triangulation, IJNME, 1988, vol. 26, p. 2503-15

SIMPSON, Automatic Local Refinement for Ir

SLOAN, A Fast Stiffness Formulation for FE Analysis of 2D Solids, IJNME 1981, v. 17, p.

STELZER, WELZEL, Plotting of Contours in a Natural Way, IJNM

STRICKLIN, HO, RICHARDSON, HAISLER, On Isoparametric vs. Linear Strain Triangular

Elements, IJNME, 1977, v. 11, 1041-43

WU, Techniques to Avoid Duplicate Nodes and Relax Restrictions on Superelement

Numbering in a Mesh Generator, Computers & Structures, 1982, vol. 15, n° 4, p. 419-22

WU, ABEL, GREENBERG

ZIENKIEWICZ, ZHU, Error estimates and Adapt ity - The

ering FEM Analysis, BENCHmark, Ju y 1989, p. 9

SPATIAL TECHNOLOGY, ACIS Geometric Modeler - Technical Overview, Printed in the

USA, 1996

ROBOT MILLENNIUM v 20.0 РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ Март 2007 - 264 -

WEB: www.ar-cadia.com.ua Эл.почта: office@robobat.odessa.net

4 СЧЕТ КОНСТРУКЦИИ . РА

4.1 Расчеты конструкции

Расчет конструкции может быть выполнен следующим образом:

 выбором команды из меню: РАСЧЕТ/РАСЧЕТ;

 выбором иконки РАСЧЕТ на панели инструментов;

 выбором любого из экранов РЕЗУЛЬТАТЫ (РЕЗУЛЬТАТЫ – ЭПЮРЫ или

РЕЗУЛЬТАТЫ – КАРТЫ).

выбором величин, которые должны быть вычислены (реакций, перемещений, сил

и т.п.), в меню Результаты. Так, например, если выбраны перемещения, то появляется

дополнительное диалоговое окно, содержащее опции для указания действия программы в

случае, если выбранные величины не были вычислены

ранее.

Программа снабжена опцией, которая предотвращает потерю результатов расчета

конструкции ( о есть, отображает статус расчет конструкции: Устаревший), когда процессе

работы выполнено действие, изменяющее исходные данные (сохраненные в *.RTD файле)

после завершения расчетов.

В программе реализова общий статус блокировки результатов. Существует три метода

его установки:

т а в

 ию Замораживание

результатов, которая может переключаться на вкл/выкл; таким образом, результаты

расчетов конс етственно, блокируются или разблокируются

(ПРИМЕЧАНИЕ: опция доступна только тогда, когда результаты расчета

трукции Доступ

ски - на основе установок в Рабочие настройки - закладка Расчет

конструкции содержит опцию Автоматическое замораживание результатов. Если

опция включена к выполнены расчеты конструкции (другими словами,

Доступный

замораживаются; опция по

атически - на ействие, выпол ется только

размораживания результатов расчетов. Если результаты расчетов заморожены, и

пользователь выполняет лю приводит к изменению данных

конструкции, то на экране будет появляться сообщение с предупреждением о возможной

ре результатов ра е и

вручную пользователем - меню Результаты содержит опц

трукции, соотв

конс ны);

 автоматиче

, то после того, ка

когда статус результатов расчета конструкции изменяется на ), они

автоматически умолчанию включена;

 полуавтом д ненное пользователем - это каса

бую операцию, которая

поте сч та. Если это действие принимается, оно зменяет данные

ROBOT MILLENNIUM v 20.0 РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ Март 2007 - 265 -

WEB: www.ar-cadia.com.ua Эл.почта: office@robobat.odessa.net

нструкции и размораживает результаты расчета (если изменение не принято, то оно не

ркну а любая опе

приводит к изменению данных конструкции, то на экране будет отображаться сообщение с

режд таты заморожены). Например, если включен ручной

режим

ко

будет сделано, и статус результатов не будет изменен).

Следует подче ть, что если в программе выполнен рация, которая

предуп ением (конечно, если резуль

(и произведено правильное действие после расчета конструкции), то предупреждение

также будет отображаться. После получения предупреждения, пользователь может назначить

режим, а затем заморозить результаты расчетов вручную.

ROBOT MILLENNIUM v 20.0 РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ Март 2007 - 266 -

WEB: www.ar-cadia.com.ua Эл.почта: office@robobat.odessa.net

можно назначать параметры для различных типов расчетов

констр

упны следующие типы расчета конструкции:



);

 ые колебания конструкции);

 : обычный анализ форм

лебаний конструкции) не учитывает влияние

с альным условиям работы конструкции, можно

аний, учитывающий статические силы;



ический расчет (доступны следующие нормы: Французские PS69, PS92 и AFPS,

Итальянские NADs),

003, Испанские нормы

и P-100-1-2004, Алжирские нормы RPA88, RPA99

2000,Турецкие сейсмические нормы, Чилийские

итайские сейсмические нормы, Аргентинские

е еческие нормы EAK 2000 и ЕАК 2000/2003,

выпущенные в США: IBC 2000, нормы Монако, Канадские

нормы NBC 1995,

-81 и СНиП 2001

 спектральный расчет;

н так

hover расчёт);

щей

оступен только для стальных сечений);

4.2 Типы существующих расчетов

ROBOT Millennium

укции. В начале задания нагрузок конструкции всем вариантам нагружения назначается

один и тот же тип расчета, т. е. статический линейный. Тип расчета может быть изменен

(например, на нелинейный) в диалоговом окне

Тип расчета при выборе опции Расчет/Типы

расчета. В этом диалоговом окне могут быть созданы новые варианты нагружений и могут

выполняться расчеты для тех типов, которые не требуют предварительного назначения

варианта статического нагружения (сейсмический расчет или анализ форм колебаний).

В текущей версии

ROBOT Millennium дост

статический линейный;

 статический нелинейный (учет эффекта P-дельта) - геометрическая нелинейность;

 продольный изгиб (эффекты второго порядка не учитываются

расчет форм колебаний (собственн

расчет форм колебаний, учитывающий статические силы

колебаний (расчеты собственных ко

статических ил. Чтобы приблизиться к ре

выбрать в программе

ROBOT анализ форм колеб

гармонический расчет;

 сейсм

Европейские нормы EC8 (Французские, Португальские и

Американские нормы UBC97, Итальянские нормы DM16.1.96 и 2

NCSR-02, Румынские нормы P100-92

и RPA99(2003), нормы Марокко RPS

сейсмические нормы NCh 433.Of96, К

сейсмически нормы CIRSOC103, Гр

российские нормы СНиП II-7 );

 временной расчет, доступе же нелинейный временной расчет;

 расчет предельного равновесия (Pus

 упруго-пластический расчет стержней (в теку версии программы этот расчет

 расчет стержней, работающих только на растяжение/сжатие, а также расчет вантовых

ROBOT MILLENNIUM v 20.0 РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ Март 2007 - 267 -

WEB: www.ar-cadia.com.ua Эл.почта: office@robobat.odessa.net

Считается, что вся конструкция разделена на отдельные части (конечные элементы).

Элемен и узлами. Деформация внутри элемента определена

линейн

)

M Q

f(t,Q

(G.1

стей в форме

ости

щих Q C - матрица демпфирования,

- матрица массы,

е по времени

Q'' - ускорения (вторые производные по времени

вектора Q),

конструкций.

Краткий обзор:

ты связаны вместе только общим

ыми комбинациями узловых перемещений и предполагаемых функций (функций

формы). Таким образом, вся внутренняя энергия системы зависит только от независимых

узловых параметров. Узловые перемещения образуют для всей формы конструкции

общий

вектор неизвестных Q. На основе оответствующего вариационного принципа (например,

принципа виртуальной работы могут быть сформулированы условия равновесия. Это приводит

к известной форме системы уравнений статического равновесия:

где:

'' + C Q' + K Q = F(t) -

)

зависимая от степени сжатия),

- матрица других компонентов,

завися

K - тангенциальная матрица жестко

суммы элементов матрицы

K = K

+ K

, где:

- начальная матрица жестк

(независимая от Q),

- матрица напряжения (линейно-

Q - перемещения (приращения или общие

перемещения),

Q' - скорости (первые производны

вектора Q),

F(t) - вектор внутренних

усилий,

f(t,Q) - несбалансированный вектор сил.

Пользователь может выбрать следующие типы расчета:

Статический расчет

Общая система уравнений статического равновесия может быть упрощена, когда

о дополнительн

сделан ое предположение, что нагружение является квазистатическим. Это

озн ленно, что скорости и ускорение масс

бли

аморти

статич

тся два подхода

к ст

ачает, что нагрузка прикладывается настолько мед

зки к нулю, и что инерцией и демпфирующими силами, а также кинетической и

зирующей энергией можно пренебречь. Такая упрощенная система описывает

еское

состояние системы со многими степенями свободы. Вообще, имею

атическим проблемам: линейный и нелинейный.

Линейный расчет

ROBOT MILLENNIUM v 20.0 РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ Март 2007 - 268 -

WEB: www.ar-cadia.com.ua Эл.почта: office@robobat.odessa.net

чета конструкции. Он предполагает, что

пер ется совершенно упругим. Это

подраз е и отклик', при этом результаты, получаются

объеди н

атной подстановки.

о б щ

зки - постоянные и переменные по длине



или переменное температурное поле по высоте

в узлах.

пользователь не

назнач

Линейный расчет – это основной тип рас

емещения и повороты небольшие, а материал явля

умевает линейную зависимость 'воздействи

нением или разложением основного варианта нагружения а множители умножением на

коэффициент , который приравнивается к результату основного варианта,. Тогда матрица

жесткости - константа

, а система уравнений статического равновесия принимает форму K

Q =

F, которая может быть решена простым упрощением и процедурой обр

В процессе статическог расчета конструкции могут ыть определены следую ие типы

нагрузок:

 все типы статических нагрузок (сосредоточенные силы – это узловые, а также в любой

точке по длине элемента, постоянные нагру

элемента);

наложенные перемещения опор и укорочение/удлинение элементов стержня;

температурные нагрузки (постоянное

сечения).

Для решения линейной статической задачи используется метод перемещения.

Получают следующее:

- перемещения узла,

- усилия и напряжения в элементах,

- реакции в опорных направлениях,

- остаточные силы

При выполнении линейного статического расчета конструкции

ает никакие параметры. Линейный статический – заданный

по умолчанию расчет

конструкции, то есть, если никакой другой тип расчета не определен, программа произведет

статический расчет созданной конструкции. Все варианты нагружений, определенные в

программе, - линейные статические варианты.

Нелинейные расчеты

Программа

ROBOT позволяет назначать различные типы нелинейного статического

расчет

ая нелинейность материала) или это может следовать из

нелине

а конструкции. Нелинейное поведение конструкции может быть связано с отдельным

элементом конструкции (конструктивн

йного отношения между силами и деформациями всей конструкции (геометрическая

нелинейность).

Имеются три основных источника нелинейности в программе:

ROBOT MILLENNIUM v 20.0 РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ Март 2007 - 269 -

WEB: www.ar-cadia.com.ua Эл.почта: office@robobat.odessa.net

риала.

оторые особенности линейности, если не присутствуют

никаки

автоматически, когда она определена

элемен с

nium

геометрические нелинейности разделены по отдельным эффектам: напряженно-

жестко

нелинейный закон

"напря ормация": он может включать упруго-пластические, пластические материалы

или др

предполагают, что

поворо что при расчете касательные и синусы углов могут быть заменены

своими

метод решения системы нелинейных

уравне

- нелинейность конструкции,

- геометрическая нелинейность,

- нелинейность мате

Нелинейность конструкции следует из: включения конструктивных компонентов

элементов со специальными свойствами, таких как сжимаемость/растяжимость элементов,

использования вант, пластических материалов, нелинейных шарниров и т. д. Поэтому,

нелинейные системы содержат нек

е ванты. Положительное увеличение нагрузки дает равное увеличение

результатов.

Однако, другие атрибуты линейных систем не твердо выдерживаются. Принятая система

уравнений имеет форму:

+ K

) Q = F(t) - f(t,Q),

как для линейного статического расчета, но это априорное предположение должно быть

проверено апостериорно после того, как система решена. Это обычно реализуется итеративным

процессом. Нелинейность конструкции устанавливается

том или вязью.

Геометрическая нелинейность следует из нелинейной теории, примененной к

формулировке уравнения равновесия и решению (приближение второго порядка). В

ROBOT

Millen

стное (влияние внутренних сил на жесткость элемента) и P-дельта (влияние деформации

конструкции на ее равновесие). Они могут рассматриваться независимо, так как они

активизированы отдельными опциями. Кроме того, нагрузки могут быть приложены

приращениями для каждого типа нелинейного расчета.

Нелинейность материала следует из нелинейных свойств

материала (

жение-деф

угие нелинейные материалы). В настоящее время, псевдонелинейность материала может

быть получена в программе

ROBOT с помощью применения вант, которые имеют нелинейное

свойство напряжения - деформацию.

Все алгоритмы, используемые при решении нелинейных проектов,

ты небольшие, так

значениями.

Описание алгоритмов, используемых при нелинейном расчете

В программе

ROBOT реализован пошаговый

ний.

ROBOT MILLENNIUM v 20.0 РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ Март 2007 - 270 -

WEB: www.ar-cadia.com.ua Эл.почта: office@robobat.odessa.net

х приращениями. Последующее приращение нагрузки прикладывается к

констр стижении равновесия для предыдущего приращения. Для каждого шага

опреде

В данном методе правый вектор (вектор нагрузки) разделен на “n” равных частей,

называемы

укции при до

ляется норма несбалансированных сил, что позволяет контролировать отношение силы-

деформации.

Ниже на рисунке показан пример нелинейного процесса при пошаговом методе. Там

отображаются значения

, используемые при нелинейном расчете.

Назначение варианта нелинейного расчета

Нелинейный расчет конструкции может быть определен для каждого варианта

статического нагружения в диалоговом окне

Тип расчета, которое появляется на экране при

выборе команды Расчет/Типы расчетов. Чтобы назначить нелинейный вариант нагружения, в

диалоговом окне

Тип расчета нужно выбрать вариант нагружения (он будет выделен), для

которого изменяется тип расчета, а затем нажать кнопку Параметры настройки. В диалоговом

окне

Параметры нелинейного расчета (см. рисунок ниже) необходимо выбрать опцию

Нелинейный анализ или опцию P-дельта анализ для данного варианта нагружения и принять

изменения, которые были сделаны.