Геометрические характеристики:

-AREA - площадь поперечного сечения;

-IZZ - момент инерции поперечного сечения;

-HEIGHT - полная толщина балки;

-SHEARZ - константа сдвиговой деформации;

-ISTRN - начальная деформация;

-ADDMAS - добавленная масса (отнесенная к единице длины балки).

Свойства материала - EX, ALPX, DENS, GXY, DAMP. Нагрузки, прикладываемые к поверхности элемента:

-давление - грань 1 (I-J) (направление по нормали -Y), грань 2 (I-J) (направление По касательной +Х), грань 3 (I) (направление по оси +Х), грань 4 (J) (направление По оси -X), для противоположного направления указываются отрицательные значения.

Объемные нагрузки:

-температуры — Tl, Т2, ТЗ, Т4. Специальные возможности:

-изменение жесткости при приложении нагрузки;

-большие перемещения;

-рождение и смерть.

KEYOPT(6) - признак вывода усилий и моментов:

-О - компоненты усилий не выводятся;

-. 1 - компоненты усилий и моментов выводятся в системе координат элемента.

KEYOPT(9) - признак вывода данных в N дополнительных точках вывода между узлами I и J:

-N- вывод проводится в N дополнительных точках (N= 0, 1,3, 5, 7, 9).

KEYOPT(IO) - признак, используемый только при приложении переменных поверхностных нагрузок при помощи команды SFBEAM:

-О - геометрическое смещение имеет размерность длины;

-1 - геометрическое смещение приводится в безразмерном виде (то есть в долях длины), от 0.0 до 1.0.

Выходная информация

Расчетные результаты, связанные с элементом, подразделяются на два вида:

-узловые перемещения, входящие в полное решение в узловом формате;

-дополнительные элементные результаты, показанные в табл. 2.3.

Таблица 2.3. Описание расчетных данных элемента ВЕАМЗ

Таблица 2.3. Описание расчетных данных элемента ВЕАМЗ (продолжение)

ОбъектОпределение .

МАТНомер материала

VOLU:Объем

XC.YCКоординаты точки вывода результатов

TEMPТемпературы T1, T2, T3, T4

PRESДавление Р1 в узлах I и J; OFFST1 в I и J; Р2 в I и J; OFFST2 в I и J; РЗ в I; Р4 в J

SDIRОсевое напряжение растяжения - сжатия

SBYTИзгибное напряжение на ребре балки +Y

SBYBИзгибное напряжение на ребре балки -Y

SMAXМаксимальное напряжение (осевое + изгибные)

SMINМинимальное напряжение (осевое - изгибные)

EPELDIRУпругая деформация растяжения - сжатия на концах

EPELBYTИзгибная упругая деформация на ребре балки +Y

EPELBYBизгибная упругая деформация на ребре балки -Y

EPTHDIRТемпературная деформация растяжения - сжатия на концах

EPTHBYTИзгибная температурная деформация на ребре балки +V

EPTHBYBИз1 ибная температурная деформация на ребре балки -Y

EPINAXLНачальная деформация растяжения - сжатия в элементе

MFOR(X, Y)Компоненты усилий в элементной системе координат в направлениях X и Y

MMOMZМомент о элементной системе координат о направлении Z

2.10.4. ВЕАМ4 - трехмерная упругая балка

Описание элемента

Элемент ВЕАМ4 является элементом с одной осью, имеющим возможности воспринимать рас жжение, сжатие, кручение и изгиб. Элемент имеет шесть степеней свободы в каждом узле: перемещения в направлении осей X, Y, Z и повороты вокруг этих осей. Элемент имеет свойства изменения жесткости при приложении нагрузок и больших перемещений. При расчетах больших перемещений (больших поворотов) используется опция согласованной касательной матрицы жесткости. Скошенной несимметричной упругой балкой является элемент ВЕАМ44, а элементом балки со свойствами пластичности — элемент ВЕАМ24.

Исходные данные

Геометрия, расположение узлов и координатная система элемента показаны на рис. 2.4. Элемент определяется двумя узлами, площадью поперечного сечения, двумя моментами инерции сечения (IZZ и IYY), двумя толщинами (TKY и TKZ) и ориентационным углом (6) относительно оси X элемента, моментом инерции кручения (IXX) и свойствами материала. Если значение IXX не указано или равно 0, оно предполагается равным полярному моменту инерции (IYY + IZZ). Значение IXX должно быть положительным и, обычно, меньшим, чем значение полярного момента инерции. Крутильная жесткость элемента уменьшается с уменьшением значения IXX. Присоединенная масса на единицу длины указывается через значение ADDMAS.

Ось х элемента ориентирована от узла I (первый конец) в направлении узла J (второй конец). При использовании элемента с двумя узлами ориентация эле-

(Если узел К пропущен и 0 = 0°, ось у системы координат элемента параллельно плоскости XY

T3.T7

Рис. 2.4. Трехмерная упругая балка ВЕАМ4

мента по умолчанию (9 - 0°) автоматически вычисляется для совпадения с плоскостью XY. Несколько вариантов ориентации показаны на рис. 2.4. Для случая, в котором элемент параллелен оси Z глобальной системы координат (или в случае отклонения от таковой не более чем на 0.01 %), элементная ось Y ориентируется параллельно глобальной оси Y (как показано). Для контроля пользователем ориентации элемента относительно оси X элемента применяется угол 0 (ТНЕТА) или третий, необязательный, узел. Если указаны оба варианта, приоритет имеет ориентация по третьему узлу. Третий узел (К), если используется, определяет плоскость (совместно с узлами I и J), в которой лежат оси X и Z элементной системы координат (как показано). Если элемент используется для расчета с учетом эффекта больших деформаций, следует учитывать, что расположение третьего узла (К) или угол (ТНЕТА) используется только для начальной ориентации элемента.

Начальные деформации в элементе (ISTRN) определяются на основании отношения A/L, где А - разница между длиной элемента L (определяемой как расстояние между узлами I и J) и длиной, при которой реализованы нулевые деформации. Коэффициенты поперечных (сдвиговых) перемещений (SHEARZ и SHEARY) используются только в случае учета сдвиговых эффектов. Нулевые значения SHEARZ и SHEARY могут использоваться для игнорирования поперечных (сдвиговых) перемещений в отдельных направлениях.