"...trwały i twardy, jak konstrukcja z żelbetonu, spuść z tonu, albo czeka Cię akt zgonu..."

piątek, 16 lipca 2010

Obliczenie reakcji programem Statyka (część 3)

Przedmioty techniczne mają to do siebie, że zawsze dążymy do sprawdzenia poprawności obliczeń. Umożliwiają nam to między innymi różne programy dostępne na rynku. Część jest darmowa, część płatna i bardzo rozbudowana, lecz do naszych celów wystarczy program Statyka dr inż. Adama Zaborskiego. Jest on darmowy i prosty w obsłudze.

Myślę, że samo pobranie i zainstalowanie nie sprawi żadnych problemów, dlatego przejdziemy od razu do omawiania przykładu, bo jeżeli interesuje Cię cała część teoretyczna i wszystkie dostępne opcje odsyłam do plików Pomocy.

Uruchamiamy program, a naszym oczom ukazuje się taki oto obraz:


Klikamy od razu w pierwszą od lewej ikonkę, aby rozpocząć nowy projekt. Spróbujemy policzyć  taką oto ramę:


1. Dodawanie punktów - klikamy na ikonkę + na prawym pasku bocznym i klikamy na siatce tak, aby otrzymać daną geometrię układu. Należy pamiętać, że jeżeli siła występuje na przykład w środku rozpiętości pręta tam również należy dodać punkt, aby móc zdefiniować siłę.

2. Dodawanie prętów i przegubów - 4 ikonki poniżej, pozwalają nam połączyć punkty za pomocą prętów, a dodatkowo umożliwiają dodanie przegubów. Klikamy najpierw w pierwszy punkt, a następnie w kolejny, aby stworzyć połączenie - wszystko intuicyjne. Jedynym problemem może być stworzenie tzw. przegubów podczepionych:


Najpierw musimy stworzyć pręt do którego podczepimy przegub, a dopiero wtedy za pomocą odpowiedniej opcji tworzymy pręt zakończony przegubem, przy innej kolejności powstanie nam zwyczajny przegub.

3. Dodawanie podpór - możemy to wykonać przez pasek szybkiego dostępu po prawej stronie lecz mamy tam tylko 4 najbardziej popularne podpory, w przypadku potrzeby zastosowania innych lub zmiany kąta ustawienia, klikamy prawym przyciskiem myszy na dany punkt i wybieramy polecenie WIĘZY, gdzie mamy wszystkie potrzebne nam opcje.

Ostatecznie powinniśmy otrzymać coś takiego:


Teraz zajmiemy się dodaniem obciążeń. Również możemy zrobić to na dwa sposoby:
1. W przypadku obciążeń skupionych klikamy prawym przyciskiem myszy w dany punkt i wybieramy właściwości punktu. Oprócz możliwości zadania tam odpowiednich sił na kierunku X i Y, możemy tam edytować współrzędne i więzy. W przypadku momentów i obciążeń ciągłych klikamy prawym przyciskiem na dany element i postepujemy analogicznie. Widzimy również, że możemy tam łatwo edytować przeguby.
2. Drugim sposobem jest skorzystanie z menu ZADANIA, w którym są wszystkie potrzebne opcje.

Powinniśmy stworzyć ramę takiego typu:


Możemy teraz przystąpić do najciekawszej części. Klikamy na czerwony wykrzyknik i... błąd. O co chodzi? Jak możemy łatwo sprawdzić jest to zadanie statycznie niewyznaczalne, dlatego nie da się go policzyć tylko za pomocą wcześniej poznanych równań. W przypadku zadań statycznie wyznaczalnych wszystko będzie w porządku i będziemy mogli przejść do dalszych kroków, jednak w tym przypadku musimy dodać jeszcze parę parametrów. Będą one różne w zależności od zadania - w zasadzie zawsze będą podane. Wprowadzimy tutaj standardowe dane i zastosujemy pewna sztuczkę, która zapewni nam wyniki identyczne z naszymi analitycznymi obliczeniami. Klikamy w menu ZADANIA i widzimy dwa polecenia: MATERIAŁ i PRZEKRÓJ. W pierwszym wpisujemy Moduł Young'a - podajemy 1 i klikamy Ustaw dla wszystkich, następnie przechodzimy do drugiego, gdzie Moment bezwładności pozostawiamy z wartością 1, ale Pole przekroju wprowadzamy jako 10000, co da nam pożądane wyniki. Klikamy Ustaw dla wszystkich i ponownie na czerwony wykrzyknik.

Możemy teraz przejść do graficznego wyświetlenia wyników. Pozwala nam na to rozwijalne menu WYNIKI, gdzie mamy szereg opcji. Przykładowo otrzymamy coś takiego:


To by bylo na tyle jeśli chodzi o obliczenia. Jak widzimy bardzo łatwo możemy teraz sprawdzić poprawność naszych ręcznych rachunków.
Na koniec może warto jeszcze wspomnieć o menu OPCJE. Gdzie w menu SKALA mamy często przydatną opcję zmiany skali jednostek wykresu. Dajmy np. 300 % i zobaczmy co się stanie... Kolejną przydatną opcją jest zaznaczenie kwadracika Przyciągaj do siatki w menu SIATKA, co znacznie ułatwi nam rysowanie geometrii układu.