Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...

Статьи Чертежи Таблицы О сайте Реклама
Интегрирование по координатам I, tj приходится выполнять численно. Прн вычислении к, можно брать по две точки Гаусса в каждом направлении, а для вычисления кг возьмем одну точку Гаусса, что соответствует минимально допустимому порядку интегрирования. Как уже говорилось выше, это необходимо для исключения ложных деформаций поперечного сдвига.

ПОИСК



Учет внеузловой нагрузки. Определение узловых перемещений

из "Метод конечных элементов в задачах строительной механики летательных аппаратов "

Интегрирование по координатам I, tj приходится выполнять численно. Прн вычислении к, можно брать по две точки Гаусса в каждом направлении, а для вычисления кг возьмем одну точку Гаусса, что соответствует минимально допустимому порядку интегрирования. Как уже говорилось выше, это необходимо для исключения ложных деформаций поперечного сдвига. [c.235]
Она отличается от (7.22) тем, что вместо действительного модуля сдвига здесь введена несколько меньшая величина О-Последняя определяется из условия равенства удельной энергии деформации при истинном и равномерном распределениях поперечных касательных напряжений по сечению пластины. Если истинным считать квадратичный закон изменения xz и Оу , го G = 5G/6. Но в случае тонких пластин деформации поперечного сдвига не играют решающей роли и подобное уточнение матрицы кг не оказывает существенного влияний на точность окончательных результатов. [c.236]
Подобным же образом можно ввести четырехугольные конечные элементы второго и третьего порядков (рис. 7.4). Соотношения, полученные выше для элемента первого порядка, остаются и здесь в силе. Отличие будет лишь в выражении для функций г г (I, т]). Для элемента второго порядка должны использоваться функции (5.62). Интегрирование в (7.21) следует выполнять при этом по трем точкам Гаусса для каждой из переменных т], а в (7.22) — по двум. [c.236]
Для элемента третьего порядка выражение для (Е, л) дается равенством (5.67), а интегрирование выражений для k s и krs должно выполняться соответственно по четырем и трем точкам Гаусса в каждом направлении. [c.236]
Узловые значения параметров g, tj определяются в соответствии с рис. 7.4. [c.236]
Здесь /j, /2.. . ./12 — постоянные, которые должны быть выражены через узловые перемещения. В (7.23) содержатся полные полиномы от х, у вплоть до третьего порядка члены х у и J I/ взяты с таким расчетом, чтобы вдоль сторон прямоугольника функция Ыг изменялась по кубическому закону. Это обеспечивает непрерывность перемещения на границах между элементами. В самом деле, закон деформирования, скажем, стороны, прилегающей к узлам i, /, характеризуется узловыми параметрами u i, 1. и Эти четыре параметра однозначно определяют кубическую параболу, а так как узловые перемещения являются общими для смежных элементов, то будет соблюдаться непрерывность вдоль стороны I/. [c.237]
Здесь Хе, Ус — координаты центра тяжести прямоугольника переменные tj изменяются от —1 до I, как показано на рис. 7.5. [c.238]
Отметим также, что содержащиеся здесь полиномиальные функции от т) соответствуют тому набору функций, который представлен в (7.23). [c.239]
Интегрирование в (7.28) даже для пластины постоянной толщины удобнее всего выполнять численно, используя по две точки Гаусса в каждом направлении. [c.241]
Первые десять компонент матрицы а содержат полные полиномы от X, у до третьего порядка включительно. Таков же порядок полных полиномов у рассмотренного выше прямоугольного элемента, и можно ожидать, что характеристики сходимости данного элемента будут такими же, как и у прямоугольного числовые расчеты подтверждают это. [c.242]
Интегрирование осуществляется здесь по площади четырехугольника. [c.243]
При моделировании крыла самолета пластинои часто можно ограничиться конечными элементами трапециевидной формы. Для них не обязательно вводить координаты ), поскольку в случае, когда основания трапеции параллельны одной из координатных осей, удается записать аналитические выражения для интегралов от полиномиальных функций [18]. [c.244]
Рассмотренный конечный элемент относится к категории несовместных. На его сторонах терпит разрыв даже сама функция Uz. Тем не менее, как свидетельствуют числовые расчеты, он дает вполне приемлемую точность, соизмеримую с точностью прямоугольного элемента. [c.244]
Здесь каждая подматрица Рг включает в себя поперечную силу Pzr и два момента М г, Му/, их следует считать положительными, если они действуют в положительных направлениях Uzr, в ет, ут соответственно. Если применяются элементы с четырьмя степенями свободы в узле, то Р будет содержать четыре элемента. Четвертый элемент в Р соответствующий параметру ф , не имеет физического смысла и его следует всегда брать нулевым. [c.244]
Здесь интегрирование ведется по площади F конечного элемента через а обозначена матрица функций, аппроксимирующих перемещение через v в соответствии с равенством и г == a v . [c.244]
Таким образом, распределенная нагрузка заменяется здесь одними лишь сосредоточенными узловыми силами, узловые же моменты оказываются равными нулю. Интегрирование в (7.41) можно осуществить численно с использованием такого же числа точек Гаусса, что и при вычислении матриц k s (в случае элементов с четырьмя сторонами следует положить df = J dr] и интегрировать по параметрам т] в пределах от —1 до I). [c.245]
Для отыскания узловых перемещений необходимо учесть связи, накладываемые на пластину опорными устройствами. Обозначим, как и ранее, через v матрицу, в которой содержатся одни лишь неизвестные перемещения известные же перемещения составят матрицу vp. Если vp = О, то можно исключить из матрицы жесткости строки и столбцы, соответствующие нулевым перемещениям, и прийти к системе уравнений вида (4.. 1) относительно неизвестных перемещений v . [c.246]
В некоторых случаях связи нельзя считать абсолютно жесткими, как, например, при расчете крыла. На крыло связи накладываются в месте соединения его с фюзеляжем. Перемещения узлов, в которых оно соединяется с фюзеляжем, строго говоря, не будут нулевыми. Они должны определяться из расчета летательного аппарата в целом. Здесь удобно воспользоваться методом подконструкций (см. 5.4), рассматривая эти узлы как внешние для крыла и исключая перемещения остальных узлов. Однако при выполнении приближенных расчетов можно считать фюзеляж абсолютно жестким, полагая Vp = О и сводя, таким образом, задачу к решению системы (4.21). [c.246]


Вернуться к основной статье

© 2025 Mash-xxl.info Реклама на сайте