Design Modeler - простая CAD-система, в которой можно построить геометрию модели, импортировать геометрию из другой CAD-системы, а также провести обработку этой геометрии для подготовки к генерации конечно-элеметной сетки.
Принцип работы Design Modeler основан на создании дерева последовательных операций. Такая парадигма позволяет работать с отдельными шагами (операциями) построения модели, а именно:
- вносить изменения (размеры, типы операций, выбранные элементы геометрии) в существующие операции
- удалять операции
- выключать/включать операции без удаления
- добавлять операции внутри дерева
Создание геометрической модели плиты перекрытия
Добавим отдельный блок геометрии Geometry и назывём его “Плита”
откроем приложение Design Modeler
Размеры плиты
В данном уроке мы построим модель плиты перекрытия.
Размеры плиты 1590х5650 мм.
Создавать геометрию будем методом “снизу-вверх”, т.е. построение будет начинаться с элементарных геометрических объектов - линий и точек, на основе которых будут построены области, из которых уже будут созданы объёмы.
Создание исходного скетча
Двухмерная геометрия в Design Modeler создаётся с помощью инструмента Sketch. Откроем панель Scetching в плоскости XY
Зададим общий контур без точных размеров. Ввиду того, что геометрия симметрична относительно центральной плоскости, построим лишь половину сечения
С помощью инструмента Line построим прямые линии.
При построении автоматически устанавливаются ограничения исходя из положения объектов, например ограничение на вертикальность линии в случае если линия строилась примерно вертикальной. В данном уроке мы рассмотрим ограничения отдельно, поэтому первоначальное построение произведено достаточно произвольным образом.
Инструментом Arc by center создадим полуокружность центрального отверстия, а оставшиеся отверстия создадим инструментом Circle
Установка ограничений
Добавим ограничения Constraints
- На вертикальность и горизонтальность прямых линий:
Для того, чтобы совместить точки между собой, а также привязать точки к осям, воспользуемся инструментом Coincident
Инструментом Equal Radius добавим ограничения на одинаковость радиусов отверстий, а также с помощью инструмента Drag сместим отверстия внутрь контура сечения.
- Инструментом Tangent обеспечим соответствие верхней части сечения отверстиям
Расстановка размеров
- Добавим горизонтальные размеры сечения
- Добавим вертикальные размеры сечения
- Добавим ограничение диаметра отверстий
Визуальная окраска в синий цвет говорит о том, что все нужные размеры заданы, геометрия скетча однозначна.
Ввод размеров
Для удобства задания размеров перейдём в миллиметры
Зададим конкретные размеры модели:
На этом создание скетча закончено. Перейдём к созданию трёхмерной геометрии.
Экструзия
Экструзия - “вытягивание” сечения вдоль некоторой траектории на заданную длину. Как правило, траектория является нормалью к сечению, однако она может быть направлена не только перпендикулярно относительно сечения, а общем виде может быть и криволинейной.
При экструзии области сечения вытянутся в объёмы, линии в области, а точки в линии.
Для создания отдельной площадки для опирания плиты на ригель произведём экструзию в три шага:
- на 120 мм, но
- на 5410 мм, т.е. на величину длины пролёта: 5650 мм - 2 * 120 мм = 5410 мм,
- и ещё на 120 мм.
В качестве настройки Operation мы выбрали Add Frozen, что делает создаваемое тело “замороженным”, такое тело автоматически не присоединяется к уже существующему телу.
Отражение
Данный вид модели подойдёт для расчётов с симметричной относительно плоскости YZ нагрузкой. Однако, если нагрузка будет несимметричной, необходимо будет добавить отраженные части. Для этого воспользуемся инструментом Mirror
Обратим внимание, что было создано 5 тел, а не 6, т.к. при отражении первого тела автоматически произошла операция объединения тел. Чтобы этого не произошло, предварительно добавим “замораживание” всех тел
Для того, чтобы отдельные тела работали совместно в рамках единого тела, необходимо обеспечить совместность их границ, для этого объединим тела в одну групп (part)
Если необходимо отключить, но не удалить, часть тел, воспользуемся методом supress
Задачи для самостоятельного решения
Проведите расчёт напряженно-деформированного состояния опирающейся на ригели плиты. В качестве нагрузки используйте собственный вес конструкции, вес пола пола 0.5 кН/м^2 и временную распределённую нагрузку 10 кН/м^2. Свойства материала задайте в соответствии классом бетона B25.
Добавьте второй скетч, представляющий собой 8 стержней продольной арматуры
после экструзии стержней вычтите их из плиты с помощью инструмена Create-Boolean с настройками Operation: Subtract, Preserve Tool Bodies: Yes. Добавьте эти тела в группу Плита