Файл: Бакиров Р.О. Применение современных электронных вычислительных машин при расчете и проектировании конструкций инженерных сооружений учебное пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.04.2024
Просмотров: 110
Скачиваний: 0
Типовых программ для ЭЦВМ «Урал-2», опубликованных в пе чати, еще очень мало [2], [5], [9]-т-[15]. Для использования типовых программ необходимо прежде всего изучить описание задачи. Убе дившись, что программа может быть применена для решения ин тересующей задачи, необходимо подготовить в ВЦ соответствую щие данные.
Все типовые программы снабжаются подробным описанием за дачи, которое содержит следующие сведения: назначение, возмож ности, математическая формулировка и логическая схема задачи, указания по подготовке исходных данных, инструкция оператору по набивке перфолент и работе за пультом управления, методика расшифровки выходных результатов.
Перечень типовых программ для ЭЦВМ «Урал-2» по расчету, проектированию и экспериментальному исследованию конструкций приведен в приложении 2.
Ниже в качестве примера рассматривается использование типо вой программы проектирования поперечного сечения балочной кон струкции, выполненной из разнородных материалов. Программа находит применение в академии и в других организациях.
Типовая программа проектирования клееных блочных изгибаемых элементов из разнородных материалов
Программа разработана в 1963 г. [5] и предназначена для про ектирования поперечного сечения балок, выполненных в форме пря моугольной тонкостенной пространственной конструкции замкнуто го профиля.
Программа позволяет осуществлять машинное проектирование поперечного сечения балок, отвечающих следующим требованиям:
—проектируемый элемент должен вписываться в обобщенную конструктивную схему, приведенную на рис. 8;
—поперечное сечение постоянно по длине элемента;
—конструкция образована с применением клеевых соединений;
—конструкция поперечного сечения, материал, нагрузки и варьируемые параметры задаются;
—отношение ширины элемента к его длине меньше 0,5;
—расстояния между вертикальными стенками одинаковы;
—нагрузка сосредоточенная, может прикладываться с эксцен триситетом.
Программа обеспечивает проектирование балок с максималь ным использованием прочностных характеристик материала типов конструктивных форм поперечного сечения, вписывающихся в обобщенную схему (рис. 8 и 9, позиции которых описаны в [5]).
Критерием оптимальности машинного проектирования каждого Варианта является полное использование прочности материала Верхнего и нижнего поясов, материала стенок, всех клеевых соеди нений, а также соединительных элементов при работе на срез.
Машинное проектирование завершается выдачей на печать по каждому варианту всех геометрических размеров сечения, погон ного веса элемента, величины относительного прогиба и расстоя-
Р и с. 8
ния нижних волокон нижнего пояса до нейтральной оси. Для конт роля правильности вычисления выдаются также расчетные напря жения.
' °,Тв1
д
-°>ъ-
■°>Гв'
Р и с. 9
Оптимальная высота и количество продольных ребер элемента определяются после решения всех вариантов задачи сравнением веса, технологичности, приемлемости сортамента и других факто ров конструкции.
Программа может быть использована для проектирования оп тимальных конструкций, выполненных в виде однопролетной бал-
46
ки из различных материалов, в учебном процессе, дипломном про ектировании и исследовательской работе.
Для использования программы необходимо ознакомиться с опи санием задачи. Убедившись, что проектирование задуманной конст рукции может быть выполнено по этой программе, подготовить для ВЦ исходные данные проектирования.
В вычислительный центр представляются следующие три таб лицы:
—таблица постоянных величин (табл. 7);
—таблица величин к и п , обусловливающих число вариантов
(табл. 8);
— таблица начальных значений исходных размеров элементов поперечного сечения и шага их изменения (табл. 9).
Конкретные примеры заполнения таблиц соответствуют кон кретным конструктивным формам рис. 9. Они помогут читателю при подготовке исходных данных.
Подробная инструкция по использованию программы дана в ра боте [5]. Сама программа, которая до этого не публиковалась, при ведена в приложении 3.
ЗАДАНИЕ НА РАЗРАБОТКУ ПРОГРАММЫ
При отсутствии в библиотеке ЭЦВМ нужной программы встает практически важная задача по разработке новой. Читатель уже знает, что решению задачи на машине предшествует два основных этапа: описание задачи и ее программирование в широком смысле. При этом описание .задачи осуществляет специалист той области знаний, к которой относится предполагаемая к машинному реше нию задача.
Необходимость разработки новой программы возникает очень часто, поэтому специалист должен уметь правильно ее сформули ровать, с учетом требований к составлению задания для разработки программ.
Исходным документом для выполнения научно-вычислительной работы в ВЦ по решению задачи с применением ЭВЦМ является з а д а н и е на р а з р а б о т к у п р о г р а м м ы . В процессе разра ботки конкретного задания специалист, желающий для решения задачи применить ЭЦВМ, может пользоваться консультацией спе циалистов вычислительного центра по вопросам целесообразности составления новой программы, предъявления особых требований к ней, выбора наиболее подходящего метода численного анализа и другим вопросам, правильное решение которых будет способство вать успешной реализации на машине подготавливаемого задания.
Соответствующим образом оформленное задание служит осно ванием вычислительному центру для разработки программы.
Следует обратить внимание читателя на необходимость исклю чительной внимательности и аккуратности при составлении зада ния, так как допущенные при этом неточности, например в'матема-
47
00 |
|
|
Постоянные величины |
|
|
Т а б л и ц а 7 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Обозна- |
|
|
|
Раз- |
Величины в конкретных конструктивных формах |
||||
|
Наименование |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
чение |
|
|
иость |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
В |
В |
Г |
Д |
||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|||||
/ |
Пролет |
изгибаемого элемента |
см |
500 |
500 |
500 |
500 |
500 |
|
ь |
Полная |
ширина изгибаемого |
элемента |
я |
170 |
170 |
170 |
170 |
170 |
е |
Эксцентриситет приложения нагрузки отно |
■ |
60 |
60 |
60 |
60 |
60 |
||
|
сительно продольной оси |
изгибаемого |
|
|
|
|
|
|
|
элемента
1018 .Зак
Cl |
Ширина опорной поверхности сосредото |
■ |
40 |
0 |
40 |
40 |
40 |
||||||
|
ченного груза (для расчета на |
местную |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
прочность) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Съ |
Длина опорной поверхности сосредоточен |
■ |
20 |
0 |
20 |
20 |
20 |
||||||
|
ного груза |
(для |
расчета |
на |
местную |
|
|
|
|
|
|
||
|
прочность) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
Длина равномерно распределенной нагруз |
» |
500 |
500 |
500 |
500 |
500 |
||||||
|
ки |
(может |
назначаться в |
пределах от |
0 |
|
|
|
|
|
|
||
|
Д О |
1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
Максимальный изгибающий момент от вре |
кг /см |
1 875 000 |
1 875 000 |
1 875 000 |
1 875 000 |
1 875000 |
||||||
|
менной нагрузки, |
располагающейся |
на |
|
|
|
|
|
|
||||
|
оси |
элемента |
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
|
|
Q |
Максимальная поперечная сила от времен |
кг |
15000 |
15 000 |
15 000 |
15 000 |
15000 |
||||||
|
ной нагрузки, расположенной на оси эле |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
мента |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
Величина сосредоточенной нагрузки (давле |
• |
4 000 |
0 |
4 000 |
4 С00 |
4 000 |
||||||
|
ние одного |
колеса) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Допускаемый |
относительный прогиб |
|
— |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
||||
[т]
ь
ь
Тз
7з
75
7в
7т 7» 7«
E i
Объемный вес материала верхнего пояса
Объемный вес материала верхних уголков или брусков
Объемный вес материала стенок
Объемный вес материала нижних уголков или брусков
Объемный вес материала нижнего пояса
Объемный вес материала заполнения
Объемный вес материала настила
Объемный вес материала диафрагм
Объемный вес материала ребер жесткости
Модуль упругости материала верхнего по ясного листа при сжатии в направлении, параллельном оси элемента
кг/см3 0,001 |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
|
|
0,00065 |
0,00065 |
0,0005 |
0 |
0,0005 |
я |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
0,0005 . |
0,001 |
Г я |
0,00065 |
0,00065 |
0,0005 |
0 |
0,0005 |
Я |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
|
0 |
0,0001 |
0 |
0 |
0 |
п |
0,0005 |
0 |
0,0005 |
0,0005 |
0,0005 |
я |
0,001 |
0 |
0,001 |
0,0005 |
0,001 |
я |
0,0005 |
0 |
0,0005 |
0,0005 |
0,0005 |
кг [см2 |
170 000 |
170 000 |
170000 |
170000 |
170000 |
E t |
Модуль упругости материала верхних угол |
п |
120 000 |
120000 |
100 000 |
0 |
100 000 |
|
ков или брусков при сжатии в направле |
|
|
|
|
|
|
|
нии, параллельном оси элемента |
|
|
|
|
|
|
E 3 |
Средний (при сжатии и растяжении) мо |
я |
170 000 |
170 С00 |
170 000 |
100 000 |
170 000 |
|
дуль упругости материала стенок |
|
|
|
|
|
|
' Е< |
Модуль упругости материала нижних угол |
» |
120000 |
120 000 |
100000 |
0 |
100 000 |
|
ков или брусков при растяжении в на |
|
|
|
|
|
|
|
правлении, параллельном оси элемента |
|
|
|
|
|
|
С л
О
Обозначепие
Еъ
Е-
Ец
Е-1
G3
G„
Л
*
1*
t*3
[a]i
M s
[»Ь
M il
Р аз Наименование мер ность
Модуль упругости материала нижнего по-j кг; см3 ясного листа при растяжении в направ лении, параллельном оси элемента
Средний (при сжатии и растяжении) |
мо |
» |
|||
дуль |
упругости |
материала |
заполнения |
|
|
Модуль |
упругости |
материала |
настила |
при |
»> |
сжатии в направлении, параллельном |
оси |
|
|||
элемента
Модуль упругости материала верхнего по ясного листа при растяжении в направ лении, перпендикулярном продольной оси элемента
Модуль упругости материала настила при |
■ |
сжатии в направлении, перпендикуляр |
|
ном оси элемента |
|
Модуль упругости второго рода материала |
|
стенки |
|
Модуль упругости второго рода материала |
а |
заполнения |
|
Подставляются средние для материалов |
|
верхнего и нижнего поясных листов мо |
|
дули упругости первого и второго рода |
|
)
Продолжвние табл. 7
Величины в конкретных конструктивных формах
А |
Б |
В |
Г |
д |
170 000 |
170 000 |
170000 |
170 000 |
170000 |
0 |
800 |
0 |
0 |
0 |
5 000 |
0 |
5000 |
5 000 |
5 000 |
140 000 |
0 |
140 000 |
140 000 |
140000 |
100000 |
0 |
100 000 |
100000 |
100000 |
56 700 |
56 700 |
56 700 |
33300 |
56 700 |
0 |
300 |
0 |
0 |
0 |
1,73 |
1,73 |
1,73 |
1,73 |
1,73 |
Коэффициент Пуассона материала верхнего |
— |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
||||
поясного листа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент Пуассона материала |
стенок |
— |
0,5 |
0 *5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
|||
Предел текучести (условный предел |
теку кг 1см2 |
560 |
560 |
560 |
560 |
560 |
||||
чести) материала верхнего поясного лис |
|
|
|
|
|
|
||||
та при сжатий |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Допускаемое напряжение |
для |
материала » |
•0 |
360 |
360 |
360 |
360 |
360 |
||
верхнего поясного листа при |
сжатии |
|
|
|
|
|
|
|||
вдоль оси элемента |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Допускаемое напряжение при срезе мате |
|
110 |
110 |
По |
20 |
110 |
||||
риала стенок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Допускаемое напряжение |
для |
материала |
* |
360 |
360 |
360 |
360 |
360 |
||
нижнего поясного листа при растяжении |
|
|
|
|
|
|
||||
вдоль оси элемента |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Допускаемое напряжение |
для |
материала |
Я |
300 |
0 |
300 |
300 |
300 |
||
верхнего поясного листа при растяжении |
|
|
|
|
|
|
||||
в направление перпендикулярном |
оси |
|
|
|
|
|
|
|||
элемента |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М л
N ,
#
J JI1
сл
Допускаемое напряжение материала насти |
М |
180 |
0 |
180 |
180 |
180 |
ла при сжатии в направлении, перпенди |
|
|
|
|
|
|
кулярном оси элемента |
|
|
|
|
|
|
Допускаемое напряжение на скалывание по |
я |
20 |
20 |
0 |
0 |
0 |
клеевому шву между верхним поясным |
|
|
|
|
|
|
листом и поясным уголком |
|
|
|
|
|
|
Допускаемое напряжение на срез для ма |
»» |
80 |
80 |
0 |
0 |
0 |
териала верхнего уголка |
|
|
|
|
|
|
