Транспортные сооружения > Расчет пролетных строений путепроводов > Метод конечных элементов

Метод конечных элементов

Для расчета пролетных строений группы 5 в последнее время широкое применение находит метод конечных элементов. Эффективность метода связана с возможностью наиболее просто учитывать различные краевые условия, особенности прикладываемых нагрузок, форму рассчитываемых конструкций и т. д.

Основная концепция метода заключается в дискретизации рассчитываемой конструкции, которая расчленяется на некоторое число элементов конечных размеров, деформированное состояние которых является простым. Дискретизация конструкций пролетных строений должна при этом быть произведена таким образом, чтобы соблюдалось равенство энергий заданной системы и ее заменяющей модели.

В зависимости от требуемой точности расчета и особенностей рассчитываемой конструкции применяются три типа аппроксимации заданной системы, а именно: стержневая, двухмерными и трехмерными конечными элементами.

При расчете пролетных строений группы 5 достаточно полные результаты дает дискретизация двухмерными конечными элементами, хотя теоретически любая конструкция может рассматриваться как трехмерная. Связь между конечными элементами предполагается только в узловых точках, перемещения которых принимаются за основные неизвестные.

При использовании конечных элементов оболочки нулевой кривизны для каждого узла I вводится пять степеней свободы - три линейных перемещения соответственно по направлениям х, у, г, а также угловые перемещения относительно осей х и у. Напряженно-деформированное состояние каждого конечного элемента однозначно определяется через его узловые перемещения и реактивные усилия взаимодействия между элементами.

Переход от узловых перемещений к перемещениям точек внутри конечных элементов осуществляется с помощью так называемых аппроксимирующих функций, задаваемых априорно. Основное требование, предъявленное к этим функциям, состоит в возможности обеспечения неразрывности перемещений при переходе от одного конечного элемента к другому.

В отдельных случаях находят применение тригонометрические аппроксимирующие функции.

реклама: ¬