Autodesk Robot Structural Analysis- skrypt(1).pdf

AUTODESK ROBOT STRUCTURAL ANALYSIS

PODSTAWY OBLICZEŃ

Autorzy:

dr inż. Andrzej Ambroziak

prof. dr hab. inż. Paweł Kłosowski

Gdańsk, 2010

Spis treści

SPIS TREŚCI

1 PRZEDMOWA ............................................................................................................. 4

2 ZAGADNIENIA WSTĘPNE ........................................................................................ 5

2.4 Wybór typu projektowanej konstrukcji................................................................. 5

2.5 Podstawowe wiadomości o definiowaniu konstrukcji .......................................... 5

3 PRZYKŁADY ANALIZY UKŁADÓW PRĘTOWYCH ............................................. 9

3.1 Przykład nr 1 – Pręt wspornikowy analiza statyczna i dynamiczna...................... 9

3.2 Przykład nr 2 – Belka wolnopodparta ................................................................. 33

3.3 Przykład nr 3 – Układ ramowo-cięgnowy ........................................................... 63

3.4 Przykład nr 4 – Układ ramowo-kratowy ............................................................. 75

4 PRZYKŁADY ANALIZY UKŁADÓW POWIERZCHNIOWYCH ......................... 89

4.1 Przykład nr 5 – Analiza stanu naprężeń w rurze grubościennej .......................... 89

4.2 Przykład nr 6 – Płyta ......................................................................................... 106

4.3 Przykład nr 7 – Tarcza ...................................................................................... 121

4.4 Przykład nr 8 – Układ płytowy z prętami ......................................................... 137

4.5 Przykład nr 9 – Powłoka sferyczna ................................................................... 151

5 PIŚMIENNICTWO ................................................................................................... 167

Przedmowa

1 PRZEDMOWA

Program Autodesk Robot Structural Analysis jest programem służącym do analizy statycz-

nej i dynamicznej szerokiego zakresu konstrukcji prętowych, powierzchniowych i bryłowych.

Oprócz tego umożliwia on wymiarowanie konstrukcji za pomocą norm narodowych (w tym

norm polskich) jak i za pomocą Eurokodów. Dodatkowo producent stworzył całą serię nakładek

i programów współpracujących z programem Robot, które umożliwiają integrację całego proce-

su projektowania w jednym programie. Program jest produkowany w wielu wersjach języko-

wych i jest bardzo chętnie stosowany w wielu biurach projektów nie tylko w kraju, ale również

zagranicą. W części dotyczącej analizy statycznej i dynamicznej, będącej głównym przedmio-

tem tej publikacji, wykorzystuje on metodę elementów skończonych (MES). Przed przystąpie-

niem do korzystania z programu użytkownik winien zapoznać się z podstawami tej metody,

gdyż brak tej wiedzy może prowadzić do poważnych błędów niezawinionych przez autorów

programu. Istnieje wiele opracowań dotyczących MES. Za podstawową publikację można tu

uznać dzieło O.C. Zienkiewicza, który jest uznawany za jednego z twórców tej metody, wydane

oryginalnie w Wielkiej Brytanii w roku 1968, ale już w roku 1972 przetłumaczone na język

polski [1]. Praca ta doczekała się już sześciu wydań w języku angielskim i rozrosła się do kilku

tomów [2]. Innymi pracami dotyczącymi metody elementów dostępnymi w Polsce są wydaw-

nictwa [3] i [4]. Jeśli chodzi o opis działania programu Robot, to najpełniejsze informacje moż-

na znaleźć w instrukcjach programu Robot v. 21.0 [5] (brak jest natomiast instrukcji programu

do wersji Robot Structural 2009 i 2010).

Celem niniejszej pracy jest zapoznanie czytelnika z podstawowymi funkcjami programu na

przykładach analizy statycznej i dynamicznej prostych elementów konstrukcyjnych. Zalecane

jest czytanie opisanych tu przykładów i jednoczesne wykonywanie ich w programie. Autorzy

starali się rozwiązanie każdego problemu opisać tak aby powtórzenie krok po kroku czynności

opisanych w pracy doprowadziło do wygenerowania modelu i uzyskania wyników analizy w

programie. Należy też sobie zdawać sprawę, że pokazane rozwiązania nie są jedyną metodą

uzyskania poprawnego modelu. Pokazane zostaną też tylko niektóre, najprostsze funkcje pro-

gramu, gdyż książka ta jest przeznaczona głównie dla początkujących jego użytkowników.

Zagadnienia wstępne

2 ZAGADNIENIA WSTĘPNE

2.4 Wybór typu projektowanej konstrukcji

Pierwszym etapem analizy numerycznej jest poprawny wybór typu projektowanej kon-

strukcji. Przed dokonaniem wyboru należy zastanowić się nie tylko nad typem konstrukcji, któ-

ra zostanie wybrana, ale także nad konsekwencjami tego wyboru. Wybór typu konstrukcji de-

cyduje o rodzaju elementu skończonego, liczbie i rodzaju stopni swobody w węźle konstrukcji,

a co za tym idzie także o rodzaju wyników jakie zostaną uzyskane w wyniku obliczeń. Ogólnie

w węźle możemy mieć 6 stopni swobody: trzy translacyjne (przemieszczenia wzdłuż osi X , Y , Z

globalnego układu współrzędnych oznaczone UX , UY , UZ ) oraz trzy obroty, których wektory są

zgodne z osiami globalnego układu współrzędnych, a które oznaczamy RX , RY , RZ . Z okna

dialogowego, możemy wybrać następujące typy projektowanej konstrukcji: rama płaska ( UX ,

UZ , RY ), kratownica płaska ( UX , UZ ), ruszt ( UZ , RX , RY ), kratownica przestrzenna ( UX , UY ,

UZ ), rama przestrzenna ( UX , UY , UZ , RX , RY , RZ ), płyta ( UZ , RX , RY ), powłoka ( UX , UY , UZ ,

RX , RY , RZ ), konstrukcja pracująca w płaskim stanie naprężenia ( UX , UZ ), konstrukcja pracują-

ca w płaskim stanie odkształcenia ( UX , UZ ), konstrukcja osiowosymetryczna ( UX , UZ ) i objęto-

ściowa ( UX , UY , UZ ) 1) (Rys. 2.1). Dwa ostatnie wiersze ikon widoczne na Rys. 2.1 są pomocne

w wymiarowaniu konstrukcji żelbetowych i stalowych.

Rys. 2.1. Okno wyboru typu konstrukcji

2.5 Podstawowewiadomości o definiowaniu konstrukcji

Okno wyboru typu konstrukcji uruchamia się automatycznie po uruchomieniu programu

lub jest dostępne z menu tekstowego poprzez wybranie komendy: Geometria - Typ konstrukcji...

Po wybraniu typu konstrukcji pojawia się główne okno programu Rys. 2.2. Jego wygląd zależy

od rodzaju wybranej konstrukcji. Na Rys. 2.2a pokazano wygląd okna dla konstrukcji ramowej

2D, a na Rys. 2.2b wygląd tego okna dla konstrukcji powłokowej. Najważniejsze elementy

okna zostały zaznaczone na Rys. 2.2a. Są nimi:

1) Oznaczenia stopni swobody podano w przypadku definicji modelu w standardowo przyjętym

układzie współrzędnych. Zmiana płaszczyzny definicji modelu skutkuje zmianą odpowiednich stopni

swobody, które model uwzględnia.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: