Температурная нагрузка

Для моделирования температурных нагрузок в САПФИР имеются специализированные инструменты. Они доступны на вкладке «Аналитика» в меню «Нагрузки» (см. рис.1 ).

Температурные нагрузки могут быть двух типов:

1. Температурная нагрузка на стержень (может воздействовать на балки и колонны).
2. Температурная нагрузка на пластину (прикладывается к стенам и плитам).

Если создавать температурную нагрузку на конструктивный элемент (плиту, колонну), когда этот элемент уже создан, то температурная нагрузка автоматически связывается с этим элементом, если её контур создать на аналитической модели этого элемента.

Чтобы убедиться, что температурная нагрузка действует на нужный элемент, следует выделить её и посмотреть в окне «Свойства» значение параметра «Приёмник нагрузки» (см. рис. 2).

Этот параметр (только для чтения) сообщает, с каким конструктивным элементом связана нагрузка и, соответственно, оказывает на него своё воздействие.

Если температурная нагрузка не приложена ни к одному элементу модели, то она не экспортируется в ВИЗОР. Чтобы приложить температурную нагрузку к какому-либо конструктивному элементу, необходимо выделить эту нагрузку, выделить элемент и дать команду «Приложить температурную нагрузку», которая находится в том же меню (рис. 1).

Температурная нагрузка, будучи приложена к конкретному конструктивному элементу опционно может получать коэффициент линейного температурного расширения «А» из свойств материала, назначенного данному конструктивному элементу. Опция включается параметром нагрузки «Коэффициент расширения из материала» в окне «Свойства». Если опция включена («Да»), то значение коэффициента приводится в таблице для справки только для чтения. Чтобы оно изменилось, его нужно отредактировать в свойствах материала, назначенного плите. Если опцию выключить («Нет»), то можно задать значение «А» непосредственно как параметр температурной нагрузки. В этом случае оно будет разрешено для редактирования и затем будет передано на расчёт.

Одна температурная нагрузка может воздействовать на несколько конструктивных элементов (см. рис. 3). В таком случае нагрузка на каждый конечный элемент может получить своё значение «А» в зависимости от того, какой материал назначен плите, в составе которой этот КЭ находится. Или общее значение, если используется коэффициент «А» из свойств нагрузки.

Для температурной нагрузки можно задать те же свойства, которыми она характеризуется в ВИЗОР.

Конечные элементы расчётной схемы получат нагрузку или нет в зависимости от того, попадает ли центр элемента в пределы контура нагрузки.

Также можно задать некоторые дополнительные свойства и некоторые опции.

Например, можно задавать не одно значение температуры и разницы температур, а два. Для этого сначала нужно включить опцию «Неравномерная». Это даст возможность задать две пары значений в контрольных точках. Соответственно будет сформирована температурная нагрузка, неравномерно распределённая по площади плиты (см. рис. 4). Для каждого КЭ в пределах контура нагрузки вычисляется температура и разница температур путём интерполяции этих значений для охваченной нагрузкой площади.

Опция «Использовать для триангуляции» обеспечивает влияние контура нагрузки на конфигурацию конечных элементов таким образом, что каждый элемент оказывается либо полностью в пределах действия нагрузки, либо полностью за пределами.

Опцию влияния на триангуляцию можно включать не только для температурных нагрузок, но и для обычных. При чём, как для распределённых по площади, так и по линии, и для сосредоточенных сил. Для сосредоточенной силы будет создан узел в месте её приложения (см. рис. 5).

Чтобы эта опция была доступна, нагрузка должна быть связана с плитой (или стеной).

Связать обычную нагрузку с плитой или стеной можно так:

1. Выделите нагрузку (рис. 6).
2. Выделите стену.
3. Дайте команду «Присоединить объект».

Успешность присоединения можно проверить в свойствах нагрузки по значению параметра «Приёмник нагрузки» или с помощь диалога «Управление связями объекта».

Чтобы обычные нагрузки при передаче на расчёт не превращались в «лес сил», а задавались как равномерно (или неравномерно) распределённые по площади конечных элементов, нужно включить опцию «По всему конечному элементу». Эта опция доступна только для тех нагрузок, которые присоединены к каким-либо конструктивным элементам. При чём следует учесть, что площадные нагрузки можно присоединять только к пластинам. Линейные нагрузки присоединяются и к стержням, и к пластинам. Влияние сосредоточенной силы на триангуляцию выражается в том, что в месте её приложения формируется узел конечно-элементной расчётной схемы.

Для температурной нагрузки на стержень существует опция «Толщина прогрева из модели». Когда она включена («Да»), толщина прогрева определяется автоматически, показана в таблице только для чтения. Значение зависит от габарита сечения в направлении действия нагрузки. Если требуется задать другое значение, следует отключить данную опцию, переключив соответствующий параметр нагрузки в значение «Нет».

На вычисленную по модели «толщину прогрева» влияет направление действия температурной нагрузки, управляемое опцией «Поперёк оси Z сечения»: «Да» / «Нет». В качестве толщины прогрева используется габарит контура сечения в выбранном направлении.