Конструкции

Схема расчета пространственных конструкций методом конечных элементов. Приведем блок-схему расчета пространственных конструкций методом конечных элементов, отражающую его алгоритм.
В качестве исходных параметров задачи задаются следующие физико-геометрические характеристики конструкций и топологические характеристики расчетных схем.
1. Информация, относящаяся к узлам сетки дискретизации;
а) массив координат узлов в глобальной схеме координат;
б) массив наличия или отсутствия степеней свободы в каждом узле (массив наложенных связей);
в) массив номеров узлов.
2. Информация, относящаяся к конечным элементам плиты-оболочки:
а) количество элементов;
б) число типов элементов, различающихся по жесткостным характеристикам;
в) жесткостные характеристики элементов, включающие в себя модуль упругости Е и коэффициент Пуассона;
г) топологический массив описания элемента, в котором для каждого конечного элемента перечисляются узлы, образующие его. Обход узлов против часовой стрелки. Эта топология предопределяет локальную систему координат каждого конечного элемента;
д) толщина элемента;
е) величина нормального давления;
ж) удельный вес материала.
3. Информация, относящаяся к конечным элементам пространственного бруса:
а) количество элементов;
б) количество типов элементов, различающихся по геометрическим характеристикам;
в) количество типов элементов, различающихся по физико-механическим свойствам;
г) физико-механические характеристики элементов, включающие в себя модуль упругости Е, коэффициент Пуассона, плотность и удельный вес;
д) геометрические характеристики элементов, включающие в себя площадь поперечного сечения и моменты инерции относительно трех локальных осей координат;
е) топологический массив описания элемента, в котором для каждого конечного элемента указываются узлы, образующие его, а также узел ориентации в пространстве главных осей инерции. Этот массив предопределяет локальную систему координат элемента.
4. Информация, относящаяся к граничным условиям:
а) количество элементов;
б) признак наличия элемента для различных вариантов нагружения;
в) топологический массив описания элементов, в котором для каждого элемента указываются два узла, характеризующих его, причем первым указывается узел, примыкающий к конструкции;
г) код элемента в зависимости от линейного или углового перемещения, по которому ставится элемент;
д) величина заданного перемещения или угла поворота по направлению данного элемента;
е) жесткость пружины (связь конечной жесткости).
5. Информация, относящаяся к блоку сосредоточенных внешних сил и моментов:
а) массив номеров узлов, к которым приложены сосредоточенные внешние силы и моменты;
б) массив величин сосредоточенных внешних сил и моментов.



Рис. Блок-схема расчета пространственных конструкции методом конечных элементов
В программах предусматривается возможность ввода исходной информации как с перфокарт, так и с перфоленты, на которую записывается исходная информация с перфокарт. Ввиду большого объема исходной информации и во избежание ошибок при набивке ее на перфокарты целесообразно разрабатывать программы автоматического генерирования исходной информации и записи ее на магнитную ленту. Эти программы привязаны к каждой конкретной решаемой задаче и составляют независимую от основной программы самостоятельную часть.