Метод конечных элементов в расчетах стержневых систем. Дьяков И.Ф - 12 стр.

UptoLike

12
ределению в узлах расчётной схемы фермы расположены шарниры, а её
стержни работают на растяжение-сжатие.
КЭ фермы в местной системе координат XYэто стержень с одной
степенью свободы в каждом узле, направленной вдоль оси Xоси стерж-
ня, т. е. вектор узловых перемещений КЭ фермы в местной системе коор-
динат содержит два элемента:

xj
xi
r
Z
,
где
xi
,
xj
соответственно продольные перемещения по направлению
оси X в начале и конце КЭ.
Для получения матрицы жёсткости КЭ необходимо задаться направ-
лениями его возможных узловых перемещений. При этом рекомендуется,
чтобы выбранные направления возможных узловых перемещений в нача-
ле и конце стержня совпадали, так как это упрощает матрицу [T
r
] ортого-
нального преобразования координат КЭ и дальнейшее формирование мат-
рицы жёсткости конструкции [K
0
].
Выбранные направления узловых перемещений, фактически, опреде-
ляют правило знаков в решении задачи МКЭ, т. е. определяют положи-
тельные направления узловых перемещений и узловых сил в КЭ и в задаче
в целом.
Жёсткость это приращение нагрузки от единичной деформации. Эле-
ментами матрицы жёсткости КЭ являются реакции в узлах от единичных
перемещений.
Чтобы получить матрицу жёсткости КЭ необходимо построить эпюры
внутренних силовых факторов от последовательных единичных переме-
щений узлов по выбранным направлениям и определить реакции в узлах
КЭ. При этом реакция от единичного перемещения положительная в том
случае, если она совпадает с выбранным (положительным) перемещением
в узле.
Определённые таким образом реакции в узлах от единичных переме-
щений и определяют матрицу жёсткости КЭ в местной системе координат.