Другие статьи

Цель нашей работы - изучение аминокислотного и минерального состава травы чертополоха поникшего
2010

Слово «этика» произошло от греческого «ethos», что в переводе означает обычай, нрав. Нравы и обычаи наших предков и составляли их нравственность, общепринятые нормы поведения.
2010

Артериальная гипертензия (АГ) является важнейшей медико-социальной проблемой. У 30% взрослого населения развитых стран мира определяется повышенный уровень артериального давления (АД) и у 12-15 % - наблюдается стойкая артериальная гипертензия
2010

Целью нашего исследования явилось определение эффективности применения препарата «Гинолакт» для лечения ВД у беременных.
2010

Целью нашего исследования явилось изучение эффективности и безопасности препарата лазолван 30мг у амбулаторных больных с ХОБЛ.
2010

Деформирующий остеоартроз (ДОА) в настоящее время является наиболее распространенным дегенеративно-дистрофическим заболеванием суставов, которым страдают не менее 20% населения земного шара.
2010

Целью работы явилась оценка анальгетической эффективности препарата Кетанов (кеторолак трометамин), у хирургических больных в послеоперационном периоде и возможности уменьшения использования наркотических анальгетиков.
2010

Для более объективного подтверждения мембранно-стабилизирующего влияния карбамезапина и ламиктала нами оценивались перекисная и механическая стойкости эритроцитов у больных эпилепсией
2010

Нами было проведено клинико-нейропсихологическое обследование 250 больных с ХИСФ (работающих в фосфорном производстве Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции)
2010


C использованием разработанных алгоритмов и моделей был произведен анализ ситуации в системе здравоохранения биогеохимической провинции. Рассчитаны интегрированные показатели здоровья
2010

Специфические особенности Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции связаны с производством фосфорных минеральных удобрений.
2010

Расчет стрелы драглайна с помощью компьютерного моделирования

В статье рассмотрена конструкция стрелы драглайна, обозначены нагрузки, действующие на элементы конструкции при работе машины. Приведены сведения о функциональном назначении и возможностях программного комплекса ЛИРА 9.6 (ПК ЛИРА), а так же предложена методика расчета трехгранной стрелы драглайна методом конечных элементов с использованием программного комплекса.

Трехгранные стрелы имеют современные мощные драглайны Новокраматорского и Уральского машиностроительных заводов. Стрела представляет собой пространственную конструкцию вида трехгранной пирамиды, состоящей из одной горизонтальной и двух наклонных ферм. Верхний пояс стрелы предварительно сжат при помощи растянутых канатов верхнего пояса. Вертикальные нагрузки от силы тяжести стрелы и силы тяжести ковша с грунтом воспринимаются двумя наклонными фермами, горизонтальные инерционные нагрузки воспринимаются горизонтальной фермой. Наклонные фермы имеют треугольное очертание,и подвеска стрелы производится за вершину пирамиды. Таким образом, от действия собственного веса и веса ковша с грунтом стрела работает как консольная балка с растянутым верхним поясом и сжатым нижним поясом.

Драглайны используются для разработки грунтов с небольшой крепостью, поэтому при ведении работ в мерзлых или полускальных породах возникает необходимость в определении допустимых нагрузок на рабочее оборудование машины.

Расчеты сложных конструкций с достаточной точностью могут быть выполнены только с использованием высокопроизводительных численных методов расчета. Для оценки напряженно-деформированного состояния фермы наиболее приемлемы численные методы расчета на основе дискретных расчетных схем, в частности, метод конечных элементов. При этом применение метода конечных элементов позволяет выполнять расчет как статически определимых, так и статически неопределимых ферм на основе единой методики.

Наибольшее распространение получил метод конечных элементов в форме метода перемещений, при котором матричные алгоритмы наиболее универсальные.

В методе конечных элементов деформируемая система представляется совокупностью подобластей – конечных элементов, положение которых определяется конечным числом степеней свободы, называемых узловыми перемещениями.

Применительно к стержневой системе конечные элементы – это призматические стержни, выделение которых из системы узловыми сечениями осуществляется с соблюдением следующих правил:

  • - узлы совпадают с сечениями, на которые действуют внешние сосредоточенные силы или моменты;
  • - оси элементов – прямые линии;
  • - оси координат элемента совпадают с главными осями инерции поперечного сечения;
  • - если на сечение в системе наложены связи, то этому сечению соответствует узел;
  • - стержни с начальной кривизной аппроксимируются системой призматических элементов.

Расчетная схема фермы представляет систему, образованную осями стержневых конечных элементов, проходящих через центры тяжести сечений и наделенных геометрическими и физическими свойствами, присущими соответствующим моделируемым участкам фермы. При этом за узлы сопряжения элементов принимаются узлы фермы.

Основным в методе конечных элементов является формирование матрицы жесткости элемента, которая устанавливает связь между узловыми силами элемента и перемещениями его узлов.

Стержни фермы согласно определению работают на растяжение или сжатие. В связи с этим в качестве конечного элемента для моделированияфермы может быть использован стержень с одной степенью свободы в узле, направленной вдоль его оси.

Для получения матрицы жесткости конечного элемента необходимо задаться направлениями его возможных узловых перемещений. При этом предполагается, чтобы выбранные направления возможных узловых перемещений в начале и в конце стержня совпадали. Далее необходимо построить эпюры внутренних силовых факторов от последовательных единичных перемещений узлов по выбранным направлениям и определить реакции в узлах конечного элемента. При этом реакция положительная, если она совпадает с выбранным (положительным) перемещением в узле. Определенные таким образом реакции в узлах от единичных перемещений определяют матрицу жесткости элемента в местной системе координат XY. Порядок матрицы жесткости элемента равен числу степеней свободы его узлов.

Составляется система линейных алгебраических уравнений. Количество уравнений равно количеству неизвестных значений в узлах, на которых ищется решение исходной системы, прямо пропорционально количеству элементов и ограничивается только возможностями ЭВМ. Так как каждый из элементов связан с ограниченным количеством соседних, система линейных алгебраических уравнений имеет разрежённый вид, что существенно упрощает её решение.

Программный комплекс ЛИРА (ПК ЛИРА) – это многофункциональный программный комплекс для расчета, исследования и проектирования конструкций различного назначения.

ПК ЛИРА применяется в расчетах объектов строительства, машиностроения, мостостроения, атомной энергетики, нефтедобывающей промышленности и во многих других сферах, где актуальны методы строительной механики.

Кроме общего расчета модели объекта на все возможные виды статических нагрузок, температурных, деформационных и динамических воздействий (ветер с учетом пульсации, сейсмические воздействия и т.п.) ПК ЛИРА автоматизирует ряд процессов проектирования: определение расчетных сочетаний нагрузок и усилий, назначение конструктивных элементов, подбор и проверка сечений стальных и железобетонных конструкций с формированием эскизов рабочих чертежей колонн и балок.

ПК ЛИРА позволяет исследовать общую устойчивость рассчитываемой модели, проверить прочность сечений элементов по различным теориям разрушений. ПК ЛИРА предоставляет возможность производить расчеты объектов с учетом физической и геометрической нелинейностей, моделировать процесс возведения сооружения с учетом монтажа и демонтажа элементов.

ПК ЛИРА состоит из нескольких взаимосвязанных информационных систем:

Система ЛИР-ВИЗОР

Система ЛИР-КС (Конструктор сечений)

Расчетный процессор

Библиотека конечных элементов

Система УСТОЙЧИВОСТЬ

Система ЛИТЕРА

Система ФРАГМЕНТ

Система ЛИР-АРМ (Железобетонные конструкции)

Система ЛИР-СТК (Стальные конструкции)

Система ЛИР-РС (Редактируемый сортамент)

Система ДОКУМЕНТАТОР

Система ЛИР-ВИЗОР – это единая графическая среда, которая располагает обширным набором возможностей и функций для формирования адекватных конечно-элементных и супер-элементных моделей рассчитываемых объектов, их подробного визуального обследования и корректировки, для задания физико-механических свойств материалов, связей, разнообразных нагрузок, характеристик различных динамических воздействий, а также взаимосвязей между нагружениями для определения их наиболее опасных сочетаний.

Система ЛИР-КС (Конструктор сечений) позволяет в специализированной графической среде сформировать сечения произвольной конфигурации, вычислить их осевые, изгибные, крутильные и сдвиговые характеристики. Кроме того, предоставляется возможность вычисления секториальных характеристик сечений, координат центров изгиба и кручения, моментов сопротивления, а также определения формы ядра сечения. При наличии усилий в заданном сечении производится отображение картины распределения текущих, главных и эквивалентных напряжений, соответствующих различным теориям прочности.

Конструирующая система ЛИР-СТК работает в двух режимах – подбора сечений элементов стальных конструкций, таких как фермы, колонны и балки, и проверки заданных сечений в соответствии с действующими нормативами.

Выполнение работы проводилось в следующем порядке:

  1. Была построена расчетная геометрическая модель стрелы с использованием стержневых элементов (рисунок 1). Заданы параметры поперечного сечения элементов.
  2. Заданием опор конструкция зафиксирована в пространстве – модель закрепления. Создана модель нагружения стрелы (рисунок 2).
  3. Заданы механические параметры используемых материалов, так называемая модель материала.
  4. Расчет от основных и от аварийных нагрузок:
  • силы тяжести стрелы с учетом предварительного натяжения канатов;
  • нагрузки от силы тяжести груженого ковша в четырех положениях;
  • нагрузки при повороте стрелы;
  • инерционные нагрузки;
  • переподъем ковша;
  • растяжка ковша;

Собственный вес конструкции учитывался автоматически.

  1. Анализ полученного напряженно-деформированного состояния конструкции (рисунок 3).
  2. Редактирование моделей геометрии, с последующим пересчетом и анализом (рисунок 4).

Возможности, предоставляемые по результатам расчета при отображении напряженно-деформированного состояния объекта, позволяют произвести детальный анализ полученных данных по полям перемещений и напряжений, по эпюрам усилий и прогибов, по мозаикам разрушения элементов, по главным и эквивалентным напряжениям и по многим другим параметрам, то есть, предоставлена исчерпывающая информация по всему объекту и по его элементам.

 

ЛИТЕРАТУРА

  1. Дарков А.В., Шапошников Н.Н. Строительная механика. - Москва: Высшая школа, 1986. – 607 с.
  2. Абашева Л.П. Проектирование и расчет стальных ферм, покрытий из круглых труб// Метод. указания / Перм. гос. техн. ун-т. - Пермь, - 2009. – 44 с.

Разделы знаний

Архитектура

Научные статьи по Архитектуре

Биология

Научные статьи по биологии 

Военное дело

Научные статьи по военному делу

Востоковедение

Научные статьи по востоковедению

География

Научные статьи по географии

Журналистика

Научные статьи по журналистике

Инженерное дело

Научные статьи по инженерному делу

Информатика

Научные статьи по информатике

История

Научные статьи по истории, историографии, источниковедению, международным отношениям и пр.

Культурология

Научные статьи по культурологии

Литература

Литература. Литературоведение. Анализ произведений русской, казахской и зарубежной литературы. В данном разделе вы можете найти анализ рассказов Мухтара Ауэзова, описание творческой деятельности Уильяма Шекспира, анализ взглядов исследователей детского фольклора.  

Математика

Научные статьи о математике

Медицина

Научные статьи о медицине Казахстана

Международные отношения

Научные статьи посвященные международным отношениям

Педагогика

Научные статьи по педагогике, воспитанию, образованию

Политика

Научные статьи посвященные политике

Политология

Научные статьи по дисциплине Политология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Психология

В разделе "Психология" вы найдете публикации, статьи и доклады по научной и практической психологии, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. В своих работах авторы делают обзоры теорий различных психологических направлений и школ, описывают результаты исследований, приводят примеры методик и техник диагностики, а также дают свои рекомендации в различных вопросах психологии человека. Этот раздел подойдет для тех, кто интересуется последними исследованиями в области научной психологии. Здесь вы найдете материалы по психологии личности, психологии разивития, социальной и возрастной психологии и другим отраслям психологии.  

Религиоведение

Научные статьи по дисциплине Религиоведение опубликованные в Казахстанских научных журналах

Сельское хозяйство

Научные статьи по дисциплине Сельское хозяйство опубликованные в Казахстанских научных журналах

Социология

Научные статьи по дисциплине Социология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Технические науки

Научные статьи по техническим наукам опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физика

Научные статьи по дисциплине Физика опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физическая культура

Научные статьи по дисциплине Физическая культура опубликованные в Казахстанских научных журналах

Филология

Научные статьи по дисциплине Филология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Философия

Научные статьи по дисциплине Философия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Химия

Научные статьи по дисциплине Химия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Экология

Данный раздел посвящен экологии человека. Здесь вы найдете статьи и доклады об экологических проблемах в Казахстане, охране природы и защите окружающей среды, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. Авторы рассматривают такие вопросы экологии, как последствия испытаний на Чернобыльском и Семипалатинском полигонах, "зеленая экономика", экологическая безопасность продуктов питания, питьевая вода и природные ресурсы Казахстана. Раздел будет полезен тем, кто интересуется современным состоянием экологии Казахстана, а также последними разработками ученых в данном направлении науки.  

Экономика

Научные статьи по экономике, менеджменту, маркетингу, бухгалтерскому учету, аудиту, оценке недвижимости и пр.

Этнология

Научные статьи по Этнологии опубликованные в Казахстане

Юриспруденция

Раздел посвящен государству и праву, юридической науке, современным проблемам международного права, обзору действующих законов Республики Казахстан Здесь опубликованы статьи из научных журналов и сборников по следующим темам: международное право, государственное право, уголовное право, гражданское право, а также основные тенденции развития национальной правовой системы.