Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Реальная база готовых
студенческих работ

Узнайте стоимость индивидуальной работы!

Вы нашли то, что искали?

Вы нашли то, что искали?

Да, спасибо!

0%

Нет, пока не нашел

0%

Узнайте стоимость индивидуальной работы

это быстро и бесплатно

Получите скидку

Оформите заказ сейчас и получите скидку 100 руб.!


Расчет пространственной стержневой системы

Тип Реферат
Предмет Физика
Просмотров
967
Размер файла
377 б
Поделиться

Ознакомительный фрагмент работы:

Расчет пространственной стержневой системы

КУРСОВАЯ РАБОТА

по предмету «Сопротивление материалов»

«РАСЧЕТ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СТЕРЖНЕВОЙ СИСТЕМЫ»

Вариант № 10

Студент:

Группа:

Преподаватель:

Санкт-Петербург

2011 г.


РАСЧЕТ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СТЕРЖНЕВОЙ СИСТЕМЫ

Целью курсовой работы является определение перемещений в пространственной стержневой системе под действием заданных сил, определение матрицы жёсткости стержневой системы, выполнение расчёта на прочность и устойчивость для определения поперечных размеров стержней, обеспечивающих уровень напряжений ниже предела прочности.

1. Пространственная стержневая система разбивается на отдельные стержневые элементы (дискретизируется) по принципу приложения всех внешних сил, изменения геометрических характеристик и определения степеней свободы (перемещений) только на концах стержней. Данная система состоит из N = 13 стержневых элементов, которые пронумерованы в произвольном удобном порядке. Номера стержневых элементов обозначаются на схеме в кружках.

2. Для пространственной стержневой системы вводится глобальная система координат OXYZ для ориентации стержневых элементов, внешних сил и перемещений.

3. В концевых сечениях стержней (узлах) располагаются узловые системы координат для определения 3-х поступательных и 3-х вращательных степеней свободы, которые ориентированы так же, как и глобальная система координат OXYZ. Узловые степени свободы являются степенями свободы стержневой системы или глобальными степенями свободы.

4. Производится нумерация глобальных степеней свободы n=54 по следующим правилам.

4.1. Сначала определяются и нумеруются m=37 подвижных (на которых возможны перемещения) степеней свободы, затем нумеруются неподвижные степени свободы.

4.2. Нумерация начинается с узла имеющего минимальное количество соседних подвижных степеней свободы. Под соседними степенями свободы понимаются степени свободы, принадлежащие одному конечному (стержневому) элементу.

4.3. Следующие номера получают степени свободы узла ближайшего к узлу с минимальными номерами степеней свободы.

4.4. В каждом узле сначала нумеруются поступательные, затем вращательные степени свободы.

4.5. По направлениям осей координат степени свободы нумеруются в порядке x -> y -> z.

5. Для каждого стержневого элемента определяется направление его собственной (локальной) оси x, совпадающей с продольной осью.

6. Составляется матрица (файл stsysmi.prn) соответствия индексов (номеров) степеней свободы стержневой системы, состоящая из N строк по числу стержневых элементов. В каждой строке записываются 12 глобальных номеров степеней свободы каждого стержневого элемента соответствующих 12-ти собственным (локальным) степеням свободы каждого стержневого элемента. Выбранное направление собственной оси x каждого стержня определяет 6 «левых» и 6 «правых» номеров степеней свободы.

234567444546474849
444546474849323334353637
323334353637234567
2345678910111213
8910111213383940414243
383940414243262728293031
2627282930318910111213
323334353637262728293031
323334353637141516171819
262728293031202122232425
141516171819202122232425
20212223242550515253541
50515253541141516171819

7. Составляется матрица (файл stsyscrd.prn) координат узлов стержневых элементов, состоящая из N строк по числу стержневых элементов. В каждой строке записываются 6 координат (x0, y0, z0, x1, y1, z1) центров «левого» и «правого» концевых сечений каждого стержневого элемента, соответствующих направлению собственной оси x каждого стержневого элемента.

000.600.50.6
00.50.60.280.150.6
0.280.150.6000.6
000.6000
00000.50
00.500.280.150
0.280.150000
0.280.150.60.280.150
0.280.150.60.40.150.6
0.280.1500.40.150
0.40.150.60.40.150
0.40.1500.400
0.4000.40.150.6

8. Составляется вектор (файл stsysp.prn) внешних узловых сил, действующих по каждой степени свободы.

10100190280370460
20110200290380470
30120210300390480
40130220310400490
50140230320410500
6015024033-10000420510
70160250340430520
8300017-50260350440530
9018027-5000360450540

9. Составляется матрица (файл stsyssz.prn) геометрических характеристик стержневых элементов, с числом строк, равному числу стержневых элементов. В каждой строке записываются длина l [м], площадь поперечного сечения F2], три момента инерции Jx, Jy, Jz4] поперечного сечения и коэффициент kf изменения исходных размеров. Площадь сечения и моменты инерции рассчитываются на компьютере, согласно п. 10.

l F Jx Jy Jz kf

0.50.0007240.000000015410.000000066680.000000028611
0.4480.0007240.000000015410.000000066680.000000028611
0.3180.0007240.000000015410.000000066680.000000028611
0.60.0007240.000000015410.000000066680.000000028611
0.50.0007240.000000015410.000000066680.000000028611
0.4480.0007240.000000015410.000000066680.000000028611
0.3180.0007240.000000015410.000000066680.000000028611
0.60.0007240.000000015410.000000066680.000000028611
0.120.0007240.000000015410.000000066680.000000028611
0.120.0007240.000000015410.000000066680.000000028611
0.60.0007240.000000015410.000000066680.000000028611
0.150.0007240.000000015410.000000066680.000000028611
0.6180.0007240.000000015410.000000066680.000000028611

10. Расчет геометрических характеристик сечения и определение поля касательных напряжений.

10.1. Сечение изображается в масштабе и разбивается на N = 114 треугольных элементов близких по форме к равносторонним. Сечения, имеющие в своей основе прямоугольники, разбиваются на прямоугольные треугольники с отношением сторон не более 2.

10.2. Треугольники нумеруются в произвольном удобном порядке, а номера обводятся на схеме кружками.

10.3. Вершины треугольников образуют n = 75 узлов, которым в определенном порядке присваиваются глобальные номера. Сначала нумеруются m = 41 внутренних (не лежащих на контуре сечения) узлов, затем нумеруются внешние (лежащие на контуре сечения) узлы. Нумерация начинается с узла имеющего минимальное количество соседних внутренних узлов. Под соседними узлами понимаются узлы принадлежащие одной стороне треугольника. Следующие номера получают узлы ближайшие к узлам с минимальными номерами.

10.4. Составляется матрица (файл torsionm.prn) соответствия индексов (номеров) узлов, состоящая из N строк, равном числу треугольных элементов. В каждой строке записываются 3 глобальных (внешних) номера вершин каждого треугольного элемента соответствующих 3-м собственным локальным (внутренним) номерам вершин каждого треугольного элемента. Номера располагаются в порядке, соответствующем обходу вершин треугольников против часовой стрелки.

1

2 3


421743163025262911
42641791625291411
64321733925293814
6461323325229638
3261603322067038
326063193320705338
745941192066385369
59584144196638695
41585766202138528
415756662145143828
415672203421142827
4172820234111427
4183122534351127
74413125103435274
74312425301035475
637424301510233575
326324303915237547
3224130739462347
3211877139753648
17321871543975436
18731739547042736
43177339706271236
73181939629272812
731944153929281312
183319152926283713
1813310152628537
1243334102656937
2493334263695237
2431934322375262
31169213422376251
314016212267375165
31840452167133765
87240672223136568
725540672346121368
405571223523361268
4071722335366850
4073032635365049
164030261135483649


10.5. Составляется матрица (файл torsionf.prn) координат узлов, состоящая из n строк, равному числу узлов. В каждой строке записываются 2 координаты (y и z) каждого узла и весовой коэффициент w = 1.

Коэффициент w называется «коэффициентом восстановления жесткости». Если исходная фигура целиком разбивается на треугольники, то для каждого узла w = 1. Если же из-за симметрии разбиения фигуры для расчетов используется только симметричная часть фигуры, то узлы на границе отсечения имеют коэффициенты w > 1.

0.0050.00510.0080.02010.0180.0341
0.0050.01210.0080.02810.0220.0311
0.0050.02010.0140.02810.0220.0241
0.0050.02810.0140.02010.0220.0161
0.0180.02810.0140.01210.0220.0081
0.0180.02010.0140.00510.0220.0021
0.0180.01210.0050.00210.02201
0.0180.00510.0050.00810.01801
0.0080.00810.0050.01610.01401
0.0080.01610.0050.02410.00801
0.0080.02410.0050.03110.00501
0.0080.03110.0180.03110.0220.0341
0.0140.03110.0180.02410.0080.0021
0.0140.02410.0180.01610.00201
0.0140.01610.0180.00810.0140.0341
0.0140.00810.0180.002100.0121
0.0020.002100100.0201
0.0020.005100.00210.0080.0341
0.0020.008100.00810.0220.0281
0.0020.012100.01610.0220.0201
0.0020.016100.02410.0220.0121
0.0020.020100.02810.0220.0051
0.0020.02410.0020.031100.0051
0.0080.00510.0020.03410.0140.0021
0.0080.01210.0050.03410.0020.0281

10.6. Расчет поля касательных напряжений при кручении и геометрических характеристик поперечного сечения выполняется программой TORSION.mcd. В первых строках программы необходимо ввести число m внутренних узлов. Рядом с рисунком поля напряжений указываются геометрические характеристики сечения


Jx=1.541E-8

Jy=6.668E-8

Jz=2.861E-8

Alfa=-0.047

Flat=7.24E-4

Yc=0.011

Zc=0.017


11. Составляется матрица (файл stsycos.prn) направляющих косинусов (МНК) собственных осей каждого элемента. Эта матрица может быть рассчитана автоматически программой stsyscrd.mcd по матрице stsyscrd.prn координат (x0, y0, z0, x1, y1, z1) центров концевых сечений каждого стержневого элемента, соответствующих направлению собственной оси x каждого стержневого элемента. При этом локальные оси Z каждого элемента располагаются параллельно плоскости YOZ глобальной системы координат. МНК также может быть составлена иным образом, если требуется специальная ориентация локальных осей координат. МНК имеет вид таблицы с числом строк равному числу стержневых элементов:

0 1 0 -1 0 0 0 0 1

0.6247 -0.7809 0 0.7809 0.6247 0 0 0 1

-0.8815 -0.4722 0 -0.4722 0.8815 0 0 0 -1

0 0 -1 0 1 0 1 0 0

0 1 0 -1 0 0 0 0 1

0.6247 -0.7809 0 0.7809 0.6247 0 0 0 1

-0.8815 -0.4722 0 -0.4722 0.8815 0 0 0 -1

0 0 -1 0 1 0 1 0 0

1 0 0 0 1 0 0 0 1

1 0 0 0 1 0 0 0 1

0 0 -1 0 1 0 1 0 0

0 -1 0 1 0 0 0 0 1

0 0.2425 0.9701 0 0.9701 -0.2425 -1 0 0

12. Расчет перемещений в пространственной стержневой системе производится по программе stsys3.mcd. В первых строках программы необходимо ввести число m подвижных степеней свободы.

13. Расчет стержней на прочность и определение размеров поперечных сечений стержней производится по программе stsys3L.mcd. В первых строках программы необходимо ввести номер стержня nst, для которого производятся вычисления и строятся графики напряжений и эпюры внутренних сил, а также значение модуля продольной упругости E(стали) и предел прочности материала (стали) sigmax.

14. Расчёт стержней на устойчивость производится в программе stsys3L.mcd. По номеру стержня nstвычисляется коэффициент дополнительного прогиба kf = 1/(1+N/Pkr). Значение этого коэффициента не должно превышать 1.05, иначе необходимо изменить поперечный размер стержня.


15. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ

15.1. Вектор узловых перемещений (Stsysq.prn)

0.002235

-0.004678

-3.943e-006

-0.001361

0.002072

-0.005726

-0.01156

-0.000359

-3.966e-006

-0.001361

0.002115

-0.005702

-0.001488

-0.003267

-0.00324

0.0007731

0.005827

-0.005492

-0.003129

-0.0002557

-2.222e-006

0.0007321

0.007015

-0.004384

0.001878

-0.0002547

-0.0002114

0.0002083

0.002973

-0.004324

0.0006995

-0.003268

-0.002644

0.0002043

0.002844

-0.004326

-0.00772

15.2. Матрица узловых сил (stsyspu.prn) представляет значения 12-ти узловых сил в проекции на локальные оси координат. Число строк матрицы равно числу стержневых элементов.

-1142 982.1 -1079 -14.12 214.4 113.2 1142 -982.1 1079 14.12 324.9 377.8

-7377 1890 -171.5 -14.18 52.75 521.9 7377 -1890 171.5 14.18 24.06 324.7

1779 155.7 1061 -5.202 -132.2 -44.33 -1779 -155.7 -1061 5.202 -205.1 93.85 -143 399.3 -659.8 20.69 197.4 119.4 143 -399.3 659.8 -20.69 198.5 120.2

-1148 -7.216 -1066 -14.06 210 -18.84 1148 7.216 1066 14.06 322.8 15.23

-1925 372.4 -219.4 -14.4 60.45 74.49 1925 -372.4 219.4 14.4 37.83 92.36

2769 -227.7 1084 -5.454 -138.3 -75.57 -2769 227.7 -1084 5.454 -206.3 3.163

984.4 -218.6 -310.1 17.3 93 -66.8 -984.4 218.6 310.1 -17.3 93.09 -64.34

-1181 -2179 1874 -30.65 17.11 -349.6 1181 2179 -1874 30.65 -242 88.2

1111 -2166 -120.1 -41.53 13.89 -186.2 -1111 2166 120.1 41.53 0.5215 -73.75

-9886 195.5 -36.32 10.29 -13.72 47.33 9886 -195.5 36.32 -10.29 35.51 69.99

2145 1075 9766 36.03 -108.7 67.02 -2145 -1075 -9766 -36.03 -1356 94.2

8371 445.1 -1145 13.04 440.6 191.5 -8371 -445.1 1145 -13.04 266.8 83.57

15.3. Матрица жесткости стержневой системы (stsysk.prn) представляет значения (nxn) коэффициентов жесткости. Изображается в виде прямоугольной диаграммы

15.4. Рисунок перемещений системы с указанием направлений приложенных сил

15.4. Эпюры максимальных эквивалентных напряжений в поперечных сечениях стержней с указанием коэффициентов дополнительного прогиба


До изменения коэффициента исходных размеров:

Стержневой элемент № 1

Стержневой элемент № 2

Стержневой элемент № 3

Стержневой элемент № 4

После изменения коэффициента исходных размеров:

Стержневой элемент № 1

Стержневой элемент № 2

Стержневой элемент № 3

Стержневой элемент № 4

Стержневой элемент № 5

Стержневой элемент № 6

Стержневой элемент № 7

Стержневой элемент № 8

Стержневой элемент № 5

Стержневой элемент № 6

Стержневой элемент № 7

Стержневой элемент № 8

Стержневой элемент № 9

Стержневой элемент № 10

Стержневой элемент № 11

Стержневой элемент № 12

Стержневой элемент № 9

Стержневой элемент № 10

Стержневой элемент № 11

Стержневой элемент № 12

Стержневой элемент № 13

Таблица исходных коэффициентов kf:

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

Стержневой элемент № 13

Таблица изменённых коэффициентов kf:

2.5

4.22

2.227

2.22

2.855

4.183

3.777

2.325

3.088

4.446

4.17

3.477

4.365


15.5. Выводы

Данный метод позволил определить, что перемещения в пространственной стержневой системе под действием заданных сил очень малы. Так же возможно определить касательные напряжения при кручении и геометрические характеристики сложных сечений, расчитать прочностные размеры, что позволит обеспечить прочность и устойчивость конструкции при оптимальных затратах материала. Погрешность метода мала, так как связана в основном с округлениями в вычислениях, проводимых программой, и с округлениями исходных данных.


Схема программного комплекса


Нет нужной работы в каталоге?

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Гарантируем возврат

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»

1 000 +
Новых работ ежедневно
computer

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

avatar
Математика
История
Экономика
icon
159599
рейтинг
icon
3275
работ сдано
icon
1404
отзывов
avatar
Математика
Физика
История
icon
156450
рейтинг
icon
6068
работ сдано
icon
2737
отзывов
avatar
Химия
Экономика
Биология
icon
105734
рейтинг
icon
2110
работ сдано
icon
1318
отзывов
avatar
Высшая математика
Информатика
Геодезия
icon
62710
рейтинг
icon
1046
работ сдано
icon
598
отзывов
Отзывы студентов о нашей работе
63 457 оценок star star star star star
среднее 4.9 из 5
Тгу им. Г. Р. Державина
Реферат сделан досрочно, преподавателю понравилось, я тоже в восторге. Спасибо Татьяне за ...
star star star star star
РЭУ им.Плеханово
Альберт хороший исполнитель, сделал реферат очень быстро, вечером заказала, утром уже все ...
star star star star star
ФЭК
Маринаааа, спасибо вам огромное! Вы профессионал своего дела! Рекомендую всем ✌🏽😎
star star star star star

Последние размещённые задания

Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн

Подогнать готовую курсовую под СТО

Курсовая, не знаю

Срок сдачи к 7 дек.

только что
только что

Выполнить задания

Другое, Товароведение

Срок сдачи к 6 дек.

1 минуту назад

Архитектура и организация конфигурации памяти вычислительной системы

Лабораторная, Архитектура средств вычислительной техники

Срок сдачи к 12 дек.

1 минуту назад

Организации профилактики травматизма в спортивных секциях в общеобразовательной школе

Курсовая, профилактики травматизма, медицина

Срок сдачи к 5 дек.

2 минуты назад

краткая характеристика сбербанка анализ тарифов РКО

Отчет по практике, дистанционное банковское обслуживание

Срок сдачи к 5 дек.

2 минуты назад

Исследование методов получения случайных чисел с заданным законом распределения

Лабораторная, Моделирование, математика

Срок сдачи к 10 дек.

4 минуты назад

Проектирование заготовок, получаемых литьем в песчано-глинистые формы

Лабораторная, основы технологии машиностроения

Срок сдачи к 14 дек.

4 минуты назад

2504

Презентация, ММУ одна

Срок сдачи к 7 дек.

6 минут назад

выполнить 3 задачи

Контрольная, Сопротивление материалов

Срок сдачи к 11 дек.

6 минут назад

Вам необходимо выбрать модель медиастратегии

Другое, Медиапланирование, реклама, маркетинг

Срок сдачи к 7 дек.

7 минут назад

Ответить на задания

Решение задач, Цифровизация процессов управления, информатика, программирование

Срок сдачи к 20 дек.

7 минут назад
8 минут назад

Все на фото

Курсовая, Землеустройство

Срок сдачи к 12 дек.

9 минут назад

Разработка веб-информационной системы для автоматизации складских операций компании Hoff

Диплом, Логистические системы, логистика, информатика, программирование, теория автоматического управления

Срок сдачи к 1 мар.

10 минут назад
11 минут назад

перевод текста, выполнение упражнений

Перевод с ин. языка, Немецкий язык

Срок сдачи к 7 дек.

11 минут назад
planes planes
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Свежую базу РГСР», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Вход
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно