Galīgo elementu metode

Galīgo elementu metode Galīgo elementu metode

04.02.2015 Views

94 NODAĻA 7. KOPNES UN RĀMJI q ′ 5 q 5 q ′ 4 θ q 4 x ′ q 6 (q ′ 6) y ′ q ′ 2 q 2 y q 1 ′ θ q 1 q 3 (q 3) ′ x Zīmējums 7.5: Rāmja elements un pārvietojumu transformāciju no lokālām uz globālām asīm nosaka formula q ′ = Lq (7.19) kur L ir transformācijas matrica ⎡ L = ⎢ ⎣ n m 0 0 0 0 −m n 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 n m 0 0 0 0 −m n 0 0 0 0 0 0 1 ⎤ ⎥ ⎦ (7.20) Var redzēt, ka q ′ 2,q ′ 3,q ′ 5 un q ′ 6 faktiski ir sijas brīvības pakāpes, bet q ′ 1 un q ′ 4 ir stieņa brīvības pakāpes. Sijas elements tika aplūkots 3. nodaļā, bet stieņa elements 2. nodaļā. Kombinējot sijas un stieņa stinguma matricas, iegūstam

7.2. PLAKANU RĀMJU APRĒĶINS 95 rāmja elementa stinguma matricu lokālās koordinātēs ⎡ EA 0 0 − EA 0 0 l l 12EI 6EI 12EI 6EI 0 0 l 3 l 2 l 3 l 6EI 4EI 2 0 0 − 6EI 2EI K ′ e = l 2 l l 2 l − EA EA 0 0 0 0 l l ⎢ 0 − 12EI − 6EI 12EI 0 − 6EI ⎣ l 3 l 2 l 3 l 6EI 2EI 2 0 0 − 6EI 4EI l 2 l l 2 l Rāmja elementa deformācijas potenciālā enerǵija ir ⎤ ⎥ ⎦ (7.21) U e = 1 2 q′T K ′ eq ′ = 1 2 qT L T K ′ eLq = 1 2 qT K e q (7.22) kur K e ir galīgā elementa stinguma matrica globālās koordinātēs K e = L T K ′ eL (7.23) x ′ p y y ′ θ x pl 2 pl 2 12 Zīmējums 7.6: Izkliedēta slodze uz rāmja elementu pl 2 − pl2 12 Mezglu spēku vektors tiek noteikts analoǵiski. Pie izkliedētas slodzes uz rāmja elementu (sk. Zīm. 7.6) ārējo spēku darbs ir W e = q ′T f ′ = q T L T f ′ = q T f (7.24) kur f ′ ir mezglu spēki lokālās koordinātēs [ ] f ′T pl = 0, 2 , pl 2 12 , 0, pl 2 , − pl2 12 (7.25)

94 NODAĻA 7. KOPNES UN RĀMJI<br />

q<br />

′<br />

5<br />

q 5<br />

q ′ 4<br />

θ<br />

q 4<br />

x ′<br />

q 6 (q ′ 6)<br />

y ′<br />

q ′ 2<br />

q 2<br />

y<br />

q 1<br />

′ θ<br />

q 1<br />

q 3 (q 3)<br />

′<br />

x<br />

Zīmējums 7.5: Rāmja elements<br />

un pārvietojumu transformāciju no lokālām uz globālām asīm nosaka formula<br />

q ′ = Lq (7.19)<br />

kur L ir transformācijas matrica<br />

⎡<br />

L =<br />

⎢<br />

⎣<br />

n m 0 0 0 0<br />

−m n 0 0 0 0<br />

0 0 1 0 0 0<br />

0 0 0 n m 0<br />

0 0 0 −m n 0<br />

0 0 0 0 0 1<br />

⎤<br />

⎥<br />

⎦<br />

(7.20)<br />

Var redzēt, ka q ′ 2,q ′ 3,q ′ 5 un q ′ 6 faktiski ir sijas brīvības pakāpes, bet q ′ 1 un q ′ 4<br />

ir stieņa brīvības pakāpes. Sijas elements tika aplūkots 3. nodaļā, bet stieņa<br />

elements 2. nodaļā. Kombinējot sijas un stieņa stinguma matricas, iegūstam

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!