Autodesk® Robot Structural Analysis, zwany potocznie Robotem, to bardzo rozbudowany program pozwalający przeprowadzać skomplikowane obliczenia statyczne. Nas na potrzeby statyki będą interesowały jedynie ramy płaskie. Na przykładzie belki pokażę jak należy obsługiwać się tym programem. Wersja 2011
Nowy projekt
Po otwarciu programu klikamy na obrazek z podpisem “Projektowanie ramy płaskiej”.
Po kliknięciu powinno nam się pojawić główne okno programu. W prawej jego części są pionowo ułożone ikony.
Dzięki tej opcji możemy sobie ustalić osie konstrukcji, choć nie jest to czynność konieczna, wbrew pozorom ułatwia pracę. Po naciśnięciu otwiera się nam okno:
Widzimy dwie zakładki X oraz Z. X jest to oś pozioma, Z natomiast oś pionowa. Polecam ustawić sobie osie w punktach charakterystycznych, tak by później łatwo można było wprowadzić układ. Ponieważ u nas będzie to belka swobodnie podparta, wystarczą dwie osie X (0, 10) oraz jedna Z (0). W oknie “Pozycja” wpisujemy interesującą nas wartość, a następnie przyciskamy “Dodaj”. czynność powtarzamy. Po wprowadzeniu wszystkich osi klikamy “Zastosuj” na dole okna. Jeśli wszystko zrobiliśmy poprawnie w głównym oknie programu powinny pojawić się szare linie oznaczające nasze osie.
Definiowanie konstrukcji
Po ustaleniu osi należy wprowadzić węzły naszej konstrukcji, W tym celu klikamy na trzecią ikonkę:
Naszym oczom powinno ukazać się okno:
Musimy zaznaczyć, w których miejscach nasza konstrukcja ma węzły. W tym celu albo wpisujemy współrzędne ręcznie, albo po prostu klikamy na ekranie głównym w odpowiednich miejscach. Jeśli poprzedni etap z osiami wykonaliśmy prawidłowo, nie powinno być problemów ze znalezieniem miejsc, w których będą węzły. W naszym przypadku będą dwa węzły (0,0) i (10,0)
Następnie musimy dodać pręty. Klikając na czwartą ikonkę:
Otwiera nam się okno:
By dodać pręt klikamy na węzeł, w którym pręt się zaczyna, a następnie na węzeł końcowy pręta. Tę czynność powtarzamy dla każdego pręta. Po wprowadzeniu wszystkich prętów zamykamy okno. Oczywiście możemy także ręcznie wprowadzić pręty, wpisując ich współrzędne. W naszym przypadku będzie to jeden pręt.
Po wprowadzeniu prętów trzeba uzupełnić układ o brakujące podpory. Do tego służy ikona:
Standardowo powinny już być wprowadzone podpory. Robot nie nazywa podpór po imieniu, pokazuje tylko w jakiej płaszczyźnie ruch jest zablokowany. Przykładowo u nas “Podpora_1” to podpora przegubowo przesuwna, a “Przegub” to podpora przegubowo nieprzesuwna. Na potrzeby naszej belki to wystarczy. By dodać podporę zaznaczamy interesującą nas podporę klikając jeden raz na jej nazwę. Powinna podświetlić się na niebiesko. Następnie klikamy na głównym ekranie w miejsce, w którym chcemy by znalazła się nasza podpora. Po wszystkim zamykamy okno. A co jeśli nie ma interesującej nas podpory? Musimy stworzyć nową. Opis znajdziecie poniżej. Okno dodawani nowej podpory otwieramy klikając na ikonkę białego “papieru” (pierwsza ikonka z lewej)
By dodać nowa podporę wybieramy najpierw “zablokowane kierunki”, a następnie “kierunek”. Gdy wszystko jest tak jak byśmy tego chcieli klikamy “dodaj”. Warto nadać jakąś unikatową nazwę naszej podporze, by ułatwić jej późniejszą identyfikację.
Po wykonaniu powyższych czynności mamy już gotowy układ, teraz wystarczy obciążyć układ.
Definiowanie obciążeń
Na początku wybieramy schemat obciążeń. Klikamy na ikonkę:
Najpierw musimy dodać przypadek z ciężarem własnym. W polu “natura” wybieramy “ciężar własny” wpisujemy nazwę i klikamy dodaj. Następnie dodajemy kolejny przypadek tym razem w polu natura wybierając “stałe”. Mamy teraz dwa przypadki obciążeń. Ten pierwszy z ciężarem własnym możemy już usunąć by nam nie przeszkadzał. Po wszystkim można zamknąć okno.
Jeśli wszystko wykonaliśmy poprawnie powinna nam się podświetlić ikona obciążenia:
Jednak zanim dodamy jakieś obciążenie upewnijmy się, że będziemy je dodawać w odpowiednim schemacie. W pasku na górze ekranu
Wybieramy nasz schemat obciążeń. W przypadku naszej belki będzie to 2: STA2. Teraz możemy już dodać obciążenie klikając na ikonę
Powinno ukazać nam się takie okno. W zależności od rodzaju obciążenia klikamy w odpowiednia ikonę. Nas interesuje teraz siła skupiona, czyli ikona numer4.
Powinno otworzyć się okienko:
W tym oknie uzupełniamy dane dotyczące naszego obciążenia. Oś pionowa to oś Z. Jednak układ współrzędnych jest tak dobrany, że jeśli chcemy by obciążenie działało “z góry na dół” musimy dopisać minus do wartości. Następnie trzeba określić miejsce przyłożenia siły. Współrzędna względna (zakres od 0 do 1) oznacza stosunek interesującego nas kawałka do całej długości pręta. Jest to przydatne gdy pręt ma niestandardowe długości, a my chcemy przyłożyć siłę w połowie (0,50). Do dokładnego określenia miejsca przyłożenia siły służy opcja “współrzędna absolutna”. Gdy wszystko wypełniliśmy klikamy przycisk dodaj, a następnie klikamy na głównym ekranie na interesujący nas pręt. Jeśli wszystko zrobiliśmy poprawnie zobaczymy siłę przy naszym pręcie. W naszym przykładzie obciążeniem będzie siła F=5kN przyłożona w połowie długości.
Wyniki – siły wewnętrzne
Wszystko gotowe, czas poznać wyniki. W tym celu Robot musi sobie ten układ przeliczyć. Z menu na górze wybieramy:
Przy naszej belce nie powinno mu to zając więcej niż sekundę, jednak przy bardziej złożonych układach może to potrwać trochę dłużej. Kiedy już Robot wykona swoje obliczenia możemy je zobaczyć. w tym celu wybieramy:
Otworzy nam się okno, w którym musimy określić co chcemy zobaczyć.
W zakładce NTM zaznaczamy
– Moment My, jeśli interesuje nas moment,
– Siła Fz jeśli interesuje nas siła tnąca,
– Siła Fx jeśli interesują nas siły osiowe.
Po zaznaczeniu klikamy zastosuj i przechodzimy do następnej zakładki “Reakcje”.
W zależności jakie reakcje potrzebujemy zaznaczmy odpowiednia kratkę. Następnie przechodzimy do zakładki “Parametry”.
Tutaj określamy jak maja być przedstawione wyniki. Polecam opcję “karteczki”. Następnie klikamy zastosuj i cieszymy się wynikami!
A oto efekt naszej pracy:
I to wszystko. Mam nadzieję, że teraz nikt nie będzie miał już problemów ze sprawdzeniem swoich ram, belek czy kratownic.