Вопрос:
В поле «По группам» есть для направлений и сил четыре возможности сглаживания внутренних сил. Какую группу мне следует выбрать?
Ответ:
Команда для определения внутренних сил «По группам» разделяется на четыре подкоманды.
1.
u с my, m-xy, vy, ny, n-xy
2.
v с mx, m-xy, vx, nx, n-xy
3.
u с mx, m-xy, vx, nx, n-xy
4.
v с my, m-xy, vy, ny, n-xy
Действия данных команд будут пояснены на следующем простом примере.
Конструкция:
Плита в качестве балки-стенки
Пролет 9 м
Высота балки 1,5 м
Сосредоточенная нагрузка 20 кН в середине пролета
Сетка КЭ размером 10 см
На Рисунке 01 показаны несглаженные максимальные и минимальные внутренние силы в точке приложения нагрузки. На нем ясно видно, что эти внутренние силы являются сингулярными. Подробная информация о сингулярностях находится в технической статье 001503.
Для полного включения хотя бы двух элементов КЭ для каждой стороны приложения нагрузки с помощью средней области, нужно чтобы наша средняя область составляла 50/50 см (Рисунок 02).
В следующей таблице затем показано изменение сглаживания отдельно для каждой группы. Однако здесь учитывается лишь верхняя область приложения нагрузки. Группа 0 затем в данном случае служит для несглаженных внутренних сил.
0 - 1 - 2 - 3 - 4
nx - 74,9 кН/м - 74,9 кН/м - 47,2 кН/м - 51,8 кН/м - 74,9 кН/м
ny - 109,0 кН/м - 26,5 кН/м - 109,0 кН/м - 5,8 кН/м
n-xy - 75,1 кН/м - 30,7 кН/м - 15,8 кН/м - 30,7 кН/м - 15,8 кН/м
Из таблицы видно, что по отношению к нормальным силам имеет смысл сочетание группы 1 и 2, а также 3 и 4.
Усредненные внутренние силы для групп 1/2 и 3/4 затем показаны на Рисунке 03.
Для сочетаний далее будут использованы следующие значения:
1/2 - 3/4 - 1/2 и 3/4
nx - 47,2 кН/м - 51,8 кН/м - 47,1 кН/м
ny - 26,5 кН/м - 5,8 кН/м - 5,3 кН/м
n-xy - 12,9 кН/м - 12,9 кН/м - 12,9 кН/м
Как мы уже упоминали, в сочетаниях 1/2 и 3/4 используются минимальные усредненные внутренние силы соответствующей группировки. Поперечная сила n-xy рассчитывается на основе сил в нормальном направлении и поэтому уже отображается как «размытая поперечная сила» для комбинации 1/2 и 3/4.
Заключение
Направление прочности особо важно для материалов с четко обозначенными направлениями жесткости и прочности, таких как железобетон или кросс-ламинированная древесина, потому что на их основе затем выбирается правильная группа. Внутренние силы в группе 1/2 усреднены в продольном направлении элемента конструкции, а в группе 3/4 - в поперечном. В случае, когда элемент конструкции ориентирован в продольном направлении, как показано на Рисунке 04, рекомендуется применить сглаживание в продольном направлении. Далее важно учесть также конкретный тип действующей нагрузки и определяющий расчет. Все группы можно использовать как для изотропного материала, так и для определяющего расчета поперечной силы.