РАСЧЁТНАЯ МОДЕЛЬ • НАГРУЗКИ • СОЧЕТАНИЯ • РЕЗУЛЬТАТЫ

Инженерный расчёт конструкций

Расчётная среда для пространственных стержневых, поверхностных и объёмных КЭ-систем. Геометрия задаётся координатами узлов; отдельно назначаются материалы, сечения, конечные элементы, связи, загружения и сочетания. Быстрый подбор опор остаётся самостоятельным инструментом.

Все инструменты Быстрый подбор опор Расчёт конструкций Расчёт анкеров Расход химии Подбор аналогов

1/6 Геометрия расчётной модели

0 узлов · 0 стерж. · 0 поверхн. · 0 объёмн. · 0 загр.

УзлыX / Y / Z, мм

№	X	Y	Z

Стержниузел i → узел j

№	i	j	Материал	Сечение	Тип	β°	My i	Mz i	My j	Mz j

i Пояснение

FRAME работает на N/Q/M/T. TRUSS — только осевая работа. TENSION_ONLY и COMPRESSION_ONLY — односторонние осевые элементы, состояние которых определяется итерационным active-set расчётом. My/Mz-шарниры применяются только к FRAME.

Треугольные поверхностные КЭMEMBRANE или SHELL, 3 узла

№	1	2	3	Материал	Тип	t, мм

i Пояснение

MEMBRANE — CST-плоское напряжённое состояние без изгиба. SHELL — мембранная работа плюс линейный Reissner–Mindlin изгиб/поперечный сдвиг; на SHELL можно задавать нормальное давление qz. Для очень тонких пластин требуется сгущение сетки и независимая проверка.

Объёмные КЭTET4 и HEX8, линейная 3D-упругость

№	Тип	1	2	3	4	5	6	7	8	Материал

i Пояснение

TET4 — 4 узла и постоянная деформация внутри элемента. HEX8 — 8-узловой изопараметрический объёмный КЭ с интегрированием 2×2×2. Для HEX8 узлы 1–2–3–4 задаются по нижнему контуру, 5–6–7–8 — по соответствующему верхнему.

Построение расчётной сеткигенераторы добавляют обычные узлы и КЭ в модель

i Пояснение

Поверхность по четырём угловым узлам. Укажите углы по контуру, число делений U/V, материал, толщину и тип. Генератор создаст промежуточные узлы билинейной интерполяцией и разобьёт каждую ячейку на два треугольных КЭ.

Угол 1	2	3	4	U	V	Материал	Тип	t, мм

i Пояснение

Прямоугольный объём HEX8. Задайте начало, размеры и число делений по X/Y/Z. Генератор создаст регулярную сетку HEX8; после построения все узлы и элементы можно редактировать вручную.

X0	Y0	Z0	Lx	Ly	Lz	Nx	Ny	Nz	Материал

Упругие связи между узлами6 компонент относительной жёсткости

№	i	j	Kx, кН/мм	Режим X	gap X, мм	Ky	Режим Y	gap Y	Kz	Режим Z	gap Z	KRx, кН·м/рад	KRy	KRz

i Пояснение

Оси связи — глобальные. LINEAR работает в обе стороны. TENSION_ONLY/COMPRESSION_ONLY передают усилие только с одной стороны. GAP_TENSION и GAP_COMPRESSION включают жёсткость только после выбора заданного зазора gap. Для этих направлений выполняется итерационный active-set расчёт; вращательные компоненты пока линейные, трение не имитируется.

Контактные парыузел–узел · penalty + сухое трение Кулона

№	i	j	nx	ny	nz	gap, мм	Kn, кН/мм	Kt, кН/мм	μ

i Пояснение

Нормаль задаётся в глобальных осях и автоматически нормируется. Контакт работает только на сжатие после закрытия gap. При Kt>0 и μ>0 касательная работа переключается между STICK и SLIP по условию Кулона |Ft|≤μN. Это контакт узел–узел, не поверхность–поверхность.

Пошаговый нелинейный расчётзазоры, односторонние элементы, контакт и трение

Шагов нагрузки	Макс. итераций/шаг	Допуск

i Пояснение

Нагрузка прикладывается от 0 до 100% по шагам. На каждом шаге пересобирается активный набор односторонних стержней, GAP-связей и контактных пар. Для трения сохраняется накопленное касательное проскальзывание между сошедшимися шагами.

Жёсткие эксцентриситетысмещение аналитических концов стержня, мм

Элемент	ri X	ri Y	ri Z	rj X	rj Y	rj Z

i Пояснение

Векторы ri/rj задаются в глобальной системе от узла к аналитическому концу стержня. Участок между узлом и концом считается абсолютно жёстким.

Материалыупругие и расчётные характеристики

ID	E, МПа	G, МПа	ρ, кг/м³	α, 1/°C	σlim, МПа	Ryn, МПа	γm	γc

i Пояснение

E/G/ρ/α работают в КЭ-ядре. σlim — необязательная упругая оценка. Ryn, γm и γc используются только отдельным нормативным модулем СП 16 и не подменяют свойства материала в механическом решателе.

Дополнительные узловые массыдля собственных колебаний

Узел	Масса, кг	Jx, кг·м²	Jy	Jz

i Пояснение

Собственная масса стержней берётся из ρ·A·L. Для оборудования можно добавить сосредоточенную массу и вращательные инерции Jx/Jy/Jz. На статические нагрузки эта таблица сама по себе не влияет.

Спектральный анализпользовательский спектр ускорений

Вкл.	Направление	ξ, %	Сочетание форм

Точки спектраT, c → Sa, м/с²

T, c	Sa, м/с²

i Пояснение

Спектр задаётся пользователем и линейно интерполируется по периоду. Доступно модальное сочетание SRSS или CQC. Нормативный спектр и коэффициенты СП здесь автоматически не подставляются.

Гармоническое кинематическое воздействиестационарная амплитуда от ускорения основания

Вкл.	Направление	f, Гц	a₀, м/с²	ξ, %

i Пояснение

Гармонический отклик считается модальной суперпозицией для заданной частоты и демпфирования.

Расчёт по временной историиускорение основания или функция-множитель загружения

Вкл.	Тип	Направление	Загружение	ξ, %	Контр. узел

Точки историиt, c → значение

t, c	Значение

i Пояснение

BASE_ACCEL: значение — ускорение основания, м/с². LOAD_CASE: значение — безразмерный множитель выбранного статического загружения. Модальные уравнения интегрируются во времени методом Newmark β=1/4, γ=1/2.

Сечениягеометрические характеристики

ID	A, мм²	Iy, мм⁴	Iz, мм⁴	J, мм⁴	Wy, мм³	Wz, мм³	Ay, мм²	Az, мм²	hy, мм	hz, мм

i Пояснение

Ядро не привязано к производителю. Если Ay/Az заданы, изгиб считается по модели Timoshenko с деформацией сдвига; если пусты — Euler–Bernoulli. hy/hz нужны для температурного градиента. Wy/Wz — только для упругой оценки нормальных напряжений.

Связи6 степеней свободы на узел

Узел	UX	UY	UZ	RX	RY	RZ

Заданные перемещения опоросадки и кинематические воздействия

Узел	UX, мм	UY	UZ	RX, рад	RY	RZ

i Пояснение

Пустая ячейка — степень не задаётся. Число, включая 0, фиксирует соответствующую степень свободы на указанном значении.

Упругие связипружины в узлах

Узел	Kx, кН/мм	Ky	Kz	KRx, кН·м/рад	KRy	KRz

i Пояснение

Нулевая жёсткость означает свободную степень. Пружины можно использовать вместе с жёсткими связями, но на уже закреплённой степени они не влияют на перемещение.

Загружениянезависимые расчётные случаи

ID	Название	Собств. вес	Направление

i Пояснение

Коэффициент собственного веса 0 — вес выключен; 1 — полный собственный вес по плотности материала и площади сечения. Направление задаётся в глобальных осях.

Нагрузки инженерных сетеймасса × расчётный участок → узловая сила

Загр.	Источник	Ø, мм	B, мм	H, мм	Изол.	кг/м вручн.	Кол-во	Участок, м	Доп., кг	Узел	Напр.

Для водозаполненной стальной трубы, круглого и прямоугольного металлического воздуховода масса берётся из загруженного инженерного справочника. Ручная масса остаётся для оборудования и нестандартных трасс.

Справочная проверка профиля / консолиотдельный контроль по таблицам допустимых нагрузок

Тип	Сечение	L, мм	Схема	Нагрузка, кН

Табличная проверка не заменяет расчёт сечения по СП. Она служит дополнительным ограничением по исходным данным монтажной системы.

Узловые нагрузкисилы кН, моменты кН·м

Загр.	Узел	Fx	Fy	Fz	Mx	My	Mz

Распределённые нагрузкиравномерные и линейно меняющиеся q, кН/м

Загр.	Эл.	СК	a, мм	b, мм	qx a	qy a	qz a	qx b	qy b	qz b

i Пояснение

a–b — участок приложения по длине элемента; пустое b означает конец стержня. Одинаковые q на a и b дают равномерную нагрузку, разные — треугольную/трапецеидальную. GLOBAL — оси модели; LOCAL — локальные оси.

Поверхностные нагрузкикН/м²; qz работает для SHELL

Загр.	Поверхность	СК	qx	qy	qz

i Пояснение

GLOBAL — глобальные оси, LOCAL — локальные оси поверхности. Для MEMBRANE доступны qx/qy в плоскости; для SHELL дополнительно работает нормальное давление qz.

Давление на грани объёмных КЭкН/м², положительное — внутрь объёма

Загр.	Объём	Грань	p, кН/м²

i Пояснение

Грани задаются локальными номерами узлов объёмного КЭ: 123, 124, 134 или 234. Направление давления автоматически определяется по внешней нормали грани.

Сосредоточенные нагрузки на стержниP в произвольной точке

Загр.	Элемент	СК	a, мм от i	Px, кН	Py	Pz

i Пояснение

a задаётся от начала элемента i. GLOBAL — оси модели, LOCAL — локальные оси стержня. В эпюрах учитывается скачок поперечной/продольной силы в точке приложения.

Сосредоточенные моменты на стержняхM в произвольной точке

Загр.	Элемент	СК	a, мм от i	Mx, кН·м	My	Mz

i Пояснение

Момент прикладывается внутри стержня на расстоянии a от аналитического конца i. GLOBAL — глобальные оси, LOCAL — локальные оси элемента.

Температурные воздействиясредняя температура и градиенты по сечению

Загр.	Элемент	ΔT, °C	ΔTy, °C	ΔTz, °C

i Пояснение

ΔT создаёт свободное удлинение α·ΔT. ΔTy = T(+y)−T(−y) по размеру hy, ΔTz = T(+z)−T(−z) по hz; градиенты создают свободную кривизну стержня.

Температура поверхностных КЭсредняя ΔT и градиент верх−низ

Загр.	Поверхность	ΔT, °C	ΔT верх−низ, °C

i Пояснение

Средняя ΔT задаёт свободное расширение в плоскости. Для SHELL разность температуры верхней и нижней поверхности создаёт свободную кривизну по толщине; для MEMBRANE градиент не допускается.

Температура объёмных КЭравномерная ΔT для TET4 / HEX8

Загр.	Объём	ΔT, °C

i Пояснение

Для TET4 и HEX8 равномерная температура создаёт свободную трёхосную температурную деформацию α·ΔT. При свободном расширении напряжения должны стремиться к нулю; при стеснении возникают объёмные температурные напряжения.

Начальные деформациипреддеформация, натяг, начальная кривизна

Загр.	Элемент	ε0	κy, 1/мм	κz, 1/мм

i Пояснение

ε0 — заданная свободная продольная деформация; κy/κz — свободная начальная кривизна в локальных осях. Блок можно использовать для натяга, монтажной преддеформации и заданной кривизны без привязки к каталогу изделий.

Что рассчитыватьлинейная статика выполняется всегда; тяжёлые блоки включаются по задаче

Линейная статикаперемещения, реакции, N/Q/M/T, напряжения и равновесие Второй порядок P–Δгеометрическая жёсткость и усиление деформаций Линейная устойчивостькоэффициенты λcr и формы потери устойчивости Пошаговая нелинейностьтяги, односторонние связи, зазоры, контакт и трение Собственные формычастоты и эффективные модальные массы; автоматически включаются для динамики

i Пояснение

Отключение ненужных блоков ускоряет расчёт большой модели и делает результат короче. Спектр, гармоника или временная история автоматически требуют модального расчёта.

Стальные стержниСП 16 + устойчивость открытого сечения

Элемент	kcr,y	kcr,z	Тип y	Тип z	Изгиб-круч.	λ пред. сжатие	λ пред. растяжение

Центральное сжатие, растяжение, гибкость и упругая N+M-проверка выполняются отдельным нормативным слоем. При наличии t, Iw, zM и h FT доступна отдельная изгибно-крутильная проверка. Недостающие свойства не восстанавливаются по догадке.

Линейные сочетаниякоэффициенты к загружениям

i Пояснение

Сочетание формируется линейной суперпозицией уже заданных загружений. Коэффициенты вводятся явно; скрытых нормативных коэффициентов нет.

Модельисходная схема

Показать результат

мышь — вращение · колесо — масштаб

РЕЗУЛЬТАТ

Расчёт ещё не выполнен

Задайте координаты, стержни и/или поверхностные КЭ, материалы, связи и нагрузки.

МЕТОД КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Что уже считает система

Модель. Пространственные FRAME/TRUSS-стержни, тяги, мембраны, SHELL, TET4/HEX8, опоры, упругие связи, осадки, эксцентриситеты, зазоры и контакт с трением. Геометрия задаётся координатами или генераторами сетки.

Расчёт. Линейная статика, сочетания и огибающие, P–Δ, линейная устойчивость, собственные формы, спектр SRSS/CQC, гармонический и временной анализ Newmark, пошаговая нелинейность для односторонних элементов и контакта. На выходе — перемещения, реакции, N/Q/M/T, эпюры, оболочечные усилия и 3D-напряжения.

Нормативы. Первый отдельный модуль СП 16 проверяет центрально-сжатые стержни по расчётной длине, гибкости и коэффициенту φ. Нормативный слой остаётся отделён от КЭ-ядра: коэффициенты задаются явно, без привязки к производителю.

Инженерный расчёт конструкций

Расчётная схема

Расчёт ещё не выполнен

Что уже считает система