Feb MAR APR » 5 2010 2011 2014 » 2 captures 5 Mar 11 - 5 Apr 14

Close Help

1. Organizace výpočtu
2. Osamělá síla
3. Liniové zatížení
4. Obecné plošné zatížení
5. Tlak
6. Objemová síla
7. Odstředivá síla
8. Konstantní teplotní rozdíl
9. Nehomogenní teplotní pole
10. Nenulová rovinná deformace (2D)

1. Organizace výpočtu

Popis zatížení tělesa se zpracovává současně s popisem materiálových vlastností a uložení programem RPD2 pro 2D úlohy nebo programem RPD3 pro 3D úlohy. Výsledkem jsou binární soubory, které obsahují roztříděná a zkontrolovaná data.
Vstupní soubor, který kromě popisu uložení obsahuje také některé další údaje, má označení
name.i2x,
kde name je název úlohy. Třetí znak za tečkou x je nepovinný a slouží k rozlišení názvu tehdy, když existuje více variant vstupních dat.
Název vstupního souboru se buďto zadá jako parametr programu, nebo se jím odpoví na výzvu
XXXX -- ENTER NAME OF YOUR DATA:_
Jestliže se zadá pouze název name, program automaticky dosadí name.I2. Informace o zatížení tělesa se zapisují do výstupního protokolu name.o2x.

2. Osamělá síla

Osamělou sílu působící v uzlovém bodě lze se přiřadit v kterémkoliv zatěžovacím stavu. Vektor síly se v souboru name.i2 nejprve definuje pomocí NV sady (ref. B6)
NV ISET T 6 V F_x F_y F_z M_a M_b M_g
kde ISET je rozlišovací číslo sady a
F_x     složka síly ve směru osy 'x'
F_y     složka síly ve směru osy 'y'
F_z     složka síly ve směru osy 'z'
M_a    moment na hranu prvku semi-loof - ref. A10
M_a    moment v uzlu nosníkového prvku (= M_x) - ref. A12
M_b    moment na hranu prvku semi-loof - ref. A10
M_b    moment v uzlu nosníkového prvku (= M_y) - ref. A12
M_g    moment v uzlu nosníkového prvku (= M_z) - ref. A12
Složky síly se zadávají v [N] a momenty v [Nm].
Takto definovaný vektor se posléze přiřadí v souboru name.i2 zvoleným uzlům
AS IAS / ... /N ISET N seznam uzlů/ ...
kde IAS je číslo zatěžovacího stavu, ve kterém působí síla předepsaná sadou ISET.
poznámka: V jednom zatěžovacím stavu se může vyskytovat více přiřazení osamělých sil jednomu uzlu. V takovém případě se složky sil sčítají.

3. Liniové zatížení

Liniové zatížení působící na hranu prvku lze přiřadit v kterémkoliv zatěžovacím stavu. Vektor síly se v souboru name.i2 nejprve definuje pomocí LV sady (ref. B6)
LV ISET T 6 V l_xh l_yh l_zh m_zh ; lokální systém hrany (ref. A10)
nebo
LV ISET T 9 V l_x l_y l_z ; globální kartézský systém
kde ISET je rozlišovací číslo sady a
l_xh    síla na hranu prvku semi-loof ve směru 'x_h' - ref. A10
l_yh    síla na hranu prvku semi-loof ve směru 'y_h' - ref. A10
l_zh    síla na hranu prvku semi-loof ve směru 'z_h' - ref. A10
m_zh moment na hranu prvku semi-loof - ref. A10
l_x     složka síly ve směru osy 'x'
l_y     složka síly ve směru osy 'y'
l_z      složka síly ve směru osy 'z'
Složky síly se zadávají v [N/m] a momenty v [N], tj. v [Nm/m].
Takto definovaný vektor se posléze přiřadí v souboru name.i2 zvoleným elementům a jejich hranám (ref. A5-A9)
AS IAS / ... /L ISET E seznam prvků L č. hrany/ ...
kde IAS je číslo zatěžovacího stavu, ve kterém působí síla předepsaná sadou ISET, a lokální č hrany vyplývá z (ref. A5-A9).
poznámka: V jednom zatěžovacím stavu se může vyskytovat více přiřazení liniových sil jedné hraně. V takovém případě se složky sil sčítají. Liniové síly mohou být závislé na souřadnicích x,y,z s využitím všech funkčních závislostí (ref. B1-B5).
poznámka: Hrany a jejich lokální čísla jsou definovány pro 3D isoparametrické prvky a pro prvky semi-loof (ref. A5-A9). U nosníkových prvků se spojité zatížení zadává formou objemových sil Q = liniová síla/průřez [N/m³]. Obdobně u 2D isoparametrických prvků se spojité zatížení zadává formou plošných sil q = liniová síla/tloušťka [N/m²].

4. Obecné plošné zatížení

Plošné zatížení působící na stěnu prvku lze přiřadit v kterémkoliv zatěžovacím stavu. Vektor napětí se v souboru name.i2 nejprve definuje pomocí SV sady (ref. B6)
SV ISET T 9 V q_x q_y q_z
kde ISET je rozlišovací číslo sady a
q_x   složka napětí ve směru osy 'x'
q_y   složka napětí ve směru osy 'y'
q_z    složka napětí ve směru osy 'z'
Složky napětí se zadávají v [Pa].
Takto definovaný vektor se posléze přiřadí v souboru name.i2 zvoleným elementům a jejich stěnám (ref. A1-A9)
AS IAS / ... /S ISET E seznam prvků S č. stěny/ ...
kde IAS je číslo zatěžovacího stavu, ve kterém působí napětí předepsaná sadou ISET, a lokální č stěny vyplývá z (ref. A1-A9).
poznámka: V jednom zatěžovacím stavu se může vyskytovat více přiřazení plošných sil jedné stěně. V takovém případě se složky sil sčítají.
poznámka: Plošné síly mohou být závislé na souřadnicích x,y,z s využitím všech funkčních závislostí (ref. B1-B5).
poznámka: Stěny a jejich lokální čísla jsou definovány pro všechny prvky (ref. A1-A9) s vyjímkou nosníkových prvků. U 2D isoparametrických prvků se za stěnu prvku považuje jeho hrana, protože má nenulovou tloušťku (a tedy i plochu) - (ref. A1-A4).

5. Tlak

Tlak je speciálním případem obecného plošného zatížení, který se s výhodou zadá v lokálním systému vnější normály. Tlak lze přiřadit v kterémkoliv zatěžovacím stavu. Velikost tlaku se v souboru name.i2 nejprve definuje pomocí SV sady (ref. B6)
SV ISET T 6 V -p
kde ISET je rozlišovací číslo sady a p je tlak v [Pa]. Tlak se zadává záporně.
Takto definovaný skalár se posléze přiřadí v souboru name.i2 zvoleným elementům a jejich stěnám (ref. A1-A9)
AS IAS / ... /S ISET E seznam prvků S č. stěny/ ...
kde IAS je číslo zatěžovacího stavu, ve kterém působí tlak předepsaný sadou ISET, a lokální č stěny vyplývá z (ref. A1-A9).
poznámka: Tlak může být závislý na souřadnicích x,y,z s využitím všech funkčních závislostí (ref. B1-B5).
poznámka: Stěny a jejich lokální čísla jsou definovány pro všechny prvky (ref. A1-A9) s vyjímkou nosníkových prvků. U 2D isoparametrických prvků se za stěnu prvku považuje jeho hrana, protože má nenulovou tloušťku (a tedy i plochu) - (ref. A1-A4).
poznámka: Kladně zadaný tlak představuje spojité zatížení kolmé na stěnu prvku a působící ve smyslu vnější normály.
poznámka: U prvků semi-loof je definována jen jedna stěna (střednicová plocha), jejíž orientace je dána normálou z. Záporně zadaný tlak působí na horní stranu plochy, kladně zadaný tlak působí na spodní stranu plochy - viz (ref. A8, A9).

6. Objemová síla

Objemovou sílu lze přiřadit v kterémkoliv zatěžovacím stavu. Vektor síly se v souboru name.i2 nejprve definuje pomocí VV sady (ref. B6)
VV ISET T 6 V Q_x Q_y Q_z
kde ISET je rozlišovací číslo sady a
Q_x   složka síly ve směru osy 'x'
Q_y   složka síly ve směru osy 'y'
Q_z   složka síly ve směru osy 'z'
Složky síly se zadávají v [N/m³].
Takto definovaný vektor se posléze přiřadí v souboru name.i2 celému tělesu nebo vybraným elementům
AS IAS / ... /V ISET /V ISET E seznam prvků / ...
kde IAS je číslo zatěžovacího stavu, ve kterém působí síla předepsaná sadou ISET.
poznámka: V jednom zatěžovacím stavu se může vyskytovat více přiřazení objemových sil jednomu elementu. Na rozdíl od ostatních případů (uzlových, liniových a plošných sil) se složky sil přepisují.
poznámka: Objemové síly mohou být závislé na souřadnicích x,y,z s využitím všech funkčních závislostí (ref. B1-B5).

7. Odstředivá síla

Odstředivá síla je speciálním případem objemové síly Q=ra, která se zadá pomocí otáček tělesa. Předpokládá se přitom, že těleso rotuje kolem osy 'z'. Odstředivou sílu lze přiřadit v kterémkoliv zatěžovacím stavu. Intensita síly se v souboru name.i2 přiřadí v rámci AS dávky
AS IAS / ... /R RPM T_o T_w/ ...
kde IAS je číslo zatěžovacího stavu, ve kterém odstředivá síla působí a RPM jsou otáčky [1/min].
poznámka: T_o a T_w je výchozí a výsledná teplota tělesa ve [^oC] - viz následující odstavec.

8. Konstantní teplotní rozdíl

Uvažujme změnu teploty celého tělesa nezávislou na souřadnicích. Počáteční teplota ('teplota okolí') je T_o [^oC], výsledná teplota (pracovní teplota) je T_w [^oC]. Teplotní rozdíl lze v souboru name.i2 přiřadit v kterémkoliv zatěžovacím stavu v rámci AS dávky
AS IAS / ... /R RPM T_o T_w / ...
kde IAS je číslo zatěžovacího stavu a RPM [1/min] jsou otáčky tělesa (viz předchozí odstavec).
Pro předpis teplot platí následující pravidla:
1) Teplotní rozdíl se vždy vztahuje k teplotě T_o. Není-li výchozí teplota (teplota okolí) definována, program dosadí T_o = 0 [^oC].
2) Jestliže je v jednom zatěžovacím stavu zadána změna T_o- T_w a současně je zadáno nehomogenní teplotní pole pomocí GV sady, má toto teplotní pole přednost a teplota T_w přestává být definována. Teplotní rozdíl se však nadále vztahuje k T_o.
3) Materiálové vlastnosti pro výpočet matic tuhosti se určují pro výslednou teplotu (pracovní teplotu) určenou prvním zatěžovacím stavem. Tato teplota je buďto 0 [^oC] (default), nebo T_w, anebo teplota zadaná GV sadou.
4) Pokud je zadáno T_o = T_w 0, ať už s GV sadou nebo bez GV sady, teplotní pole se neuvažuje pro výpočet napětí, ale zapíše se do výstupního souboru name.STR (viz LINEÁRNÍ ELASTOSTATICKÁ ÚLOHA) za účelem hodnocení napjatosti grafickým postprocesorem GFEM.

9. Nehomogenní teplotní pole

Nehomogenní tepotní pole má význam výsledné teploty (pracovní teploty) a předepsat je lze v kterémkoliv zatěžovacím stavu. Teplotní pole se v souboru name.i2 nejprve definuje pomocí GV sady (ref. B6)
GV ISET T 6 V T₁ T_h1 T_z1 .... T_NNOD T_hNNOD T_zNNOD
kde ISET je rozlišovací číslo sady, NNOD je počet uzlů sítě a
T_i              teplota uzlu
T_hi = DT   přírůstek teploty po tloušťce prvku semi-loof - viz (ref.A8, A9)
T_hi            teplotní gradient v průřezu nosníku ve směru osy 'h' - viz (ref. A12)
T_zi            teplotní gradient v průřezu nosníku ve směru osy 'z' - viz (ref. A12)
Teplota T a přírůstek teploty po tloušťce DT se zadávají ve [^oC] a teplotní gradienty T_h, T_z ve [^oC/m].
Takto definovaný vektor se posléze přiřadí v souboru name.i2 celému tělesu
AS IAS / ... /G ISET / ...
kde IAS je číslo zatěžovacího stavu.
poznámka: Délka vektoru musí přesně odpovídat počtu (teplotních) stupňů volnosti sítě.
poznámka: Napětí se počítá z teplotního rozdílu vztaženého k výchozí teplotě (teplotě okolí) T_o [^oC] (viz předchozí odstavec).
poznámka: Pokud bylo zadáno T_o = T_w 0 (viz předchozí odstavec), teplotní pole popsané GV dávkou se neuvažuje pro výpočet napětí, ale zapíše se do výstupního souboru name.STR (viz LINEÁRNÍ ELASTOSTATICKÁ ÚLOHA) za účelem hodnocení napjatosti grafickým postprocesorem GFEM. Pokud se má napětí vypočítat, je nutné formálně zadat T_w T_o. Hodnota T_w pak nehraje roli, neboť se GV sadou přepíše. Teplotní rozdíl se vztahuje k teplotě T_o.

poznámka: Teplotní pole bývá často uloženo v binárním souboru name.TEM (výsledek řešení stacionárních nebo nestacionárních teplotních polí pomocí programů XRM2/3, XRPD a XT2/3G). Pokud existuje takový soubor, je možné teploty načíst přímo. GV sada má pak tvar
GV ISET T 6 D 4 IREC
kde ISET je rozlišovací číslo sady a IREC je číslo záznamu (zatěžovacího stavu nebo časového okamžiku) v souboru name.TEM.

10. Nenulová rovinná deformace (2D)

Ve 2D úlohách lze předepsat podmínku nenulové rovinné deformace, tj. poměrného prodloužení ve směru kolmém na rovinu řešení e_z=e_zo = konst. Podmínkou je aby program RMD2 proběhl s klíčem KSS = 1 zadávaném na IP řádku (ref. name.i1, viz též ZPRACOVÁNÍ SÍTĚ v této příručce).
Hodnota e_zo se musí zadat v souboru name.i2 v prvním zatěžovacím stavu přiřazením
AS 1 / ... /R RPM T_o T_we_zo / ...
a platí ve všech následujících zatěžovacích stavech.
Význam čísel RPM, T_o a T_w je popsán v odstavcích 7 a 8.