Построение расчетной схемы

Расчет начинается с расчетной схемы: стержень заданной длины, связи и нагрузки. В этой справке мы соберем схему сквозного примера раздела — двухопорную балку с консольными свесами под тремя типами нагрузок — и по ходу разберем все инструменты ввода. Порядок работы диктует сама панель шагов слева: Длина → Опоры → Нагрузки.

Шаг 1. Длина балки

На шаге «Длина» задается полная длина стержня и система единиц. Модуль работает в метрической и имперской системах: единицы длины и силы выбираются независимо, а все введенные значения при смене системы пересчитываются. Для примера принимаем L = 10 м; единицы — кН и м (текущая система всегда видна в статус-баре внизу). Балка отрисовывается на холсте с размерной линией; масштаб схемы подстраивается автоматически, колесо мыши и кнопки тулбара управляют зумом.

Холст модуля расчета балки: стержень длиной 10 м с размерной линией — **Рис. 1.** Исходное состояние: балка L = 10 м, панель шагов слева, палитра инструментов на холсте

Холст модуля расчета балки в темной теме: стержень длиной 10 м — **Рис. 1.** Исходное состояние: балка L = 10 м, панель шагов слева, палитра инструментов на холсте

Шаг 2. Опоры

Панель «Опоры» предлагает четыре типа связей: шарнирно-неподвижная, шарнирно-подвижная (каток), жесткая заделка и врезанный шарнир. Каждой связи отвечает свой набор реакций — почему это так, разобрано в справочнике в статье о типах балок и опор.

Ставим опору A: плитка «Неподвижная» → положение «Указать расстояние от начала балки» → 2 м. Обратите внимание на живой предпросмотр: опора с реакциями R_A и H_A появляется на схеме еще до подтверждения, а числа можно уточнить в панели. Кнопка «Добавить» фиксирует связь.

Форма добавления шарнирно-неподвижной опоры с предпросмотром реакций на схеме — **Рис. 2.** Форма опоры: сверху — плитки четырех типов связей, положение задается от начала балки, предпросмотр — сразу на схеме

Форма добавления опоры в темной теме — **Рис. 2.** Форма опоры: сверху — плитки четырех типов связей, положение задается от начала балки, предпросмотр — сразу на схеме

Аналогично ставим опору B — «Подвижная», x = 8 м. Обе связи попадают в список панели, где их можно править и удалять; размерная цепочка под схемой пересчитывается на 2 + 6 + 2 м. Статус-бар сообщает: система статически определимая — трех уравнений равновесия достаточно, решать ее будет аналитический решатель с полным ходом выкладок.

Схема с опорами A и B, список опор в панели, индикация статической определимости — **Рис. 3.** Опоры A (x = 2 м) и B (x = 8 м); участки за опорами — консольные свесы

Схема с двумя опорами в темной теме — **Рис. 3.** Опоры A (x = 2 м) и B (x = 8 м); участки за опорами — консольные свесы

Шаг 3. Нагрузки

Панель «Нагрузки» дает четыре типа воздействий: сосредоточенная сила, сосредоточенный момент, равномерно распределенная и трапециевидная нагрузка. Прикладываем все нагрузки примера.

Сосредоточенная сила

Плитка «Сила»: расстояние 1 м, величина 10 кН, направление — вверх (кнопки со стрелками рядом с полем величины; произвольный угол задается в поле «Под углом»). Наклонная сила раскладывается на составляющие: поперечная уходит в эпюры Q и M, продольная — в эпюру N (тумблер Nx в шапке холста). Сила на свободном свесе, направленная вверх, — обычная ситуация разгружающего воздействия.

Форма сосредоточенной силы: расстояние, величина, направление, угол — **Рис. 4.** Сила P₁ = 10 кН вверх в x = 1 м: направление переключается кнопками, предпросмотр — на схеме

Форма сосредоточенной силы в темной теме — **Рис. 4.** Сила P₁ = 10 кН вверх в x = 1 м: направление переключается кнопками, предпросмотр — на схеме

Трапециевидная нагрузка

Плитка «Трапеция»: участок 3…6 м, ординаты слева 10 и справа 17 кН/м, направление вниз. Трапеция покрывает и частные случаи: равные ординаты дают равномерную нагрузку, нулевая ордината с одной стороны — треугольную.

Форма трапециевидной нагрузки: границы участка, ординаты слева и справа, предпросмотр на схеме — **Рис. 5.** Трапеция U₁: границы участка 3 и 6 м, ординаты 10 и 17 кН/м вниз (направление — знаком или стрелками у поля); предпросмотр — сразу на схеме

Форма трапециевидной нагрузки в темной теме — **Рис. 5.** Трапеция U₁: границы участка 3 и 6 м, ординаты 10 и 17 кН/м вниз (направление — знаком или стрелками у поля); предпросмотр — сразу на схеме

Сосредоточенный момент

Плитка «Момент»: положение 9 м, величина 15 кН·м. Знак момента соответствует направлению вращения; на схеме он отображается дуговой стрелкой.

Форма сосредоточенного момента: положение и величина, дуговая стрелка на схеме — **Рис. 6.** Момент M₁ = 15 кН·м в x = 9 м, направление — против часовой стрелки (кнопки у поля); на схеме — дуговая стрелка

Форма сосредоточенного момента в темной теме — **Рис. 6.** Момент M₁ = 15 кН·м в x = 9 м, направление — против часовой стрелки (кнопки у поля); на схеме — дуговая стрелка

Готовая расчетная схема: сила вверх, трапециевидная нагрузка, момент, список нагрузок в панели — **Рис. 7.** Схема собрана: P₁, U₁ (трапеция 10→17 кН/м), M₁; счетчик нагрузок — на иконке шага

Готовая расчетная схема в темной теме — **Рис. 7.** Схема собрана: P₁, U₁ (трапеция 10→17 кН/м), M₁; счетчик нагрузок — на иконке шага

Контроль перед расчетом

Список нагрузок в панели — та же модель, что и на схеме: каждую запись можно отредактировать, скопировать или удалить.
Размерные цепочки под схемой обновляются при каждом изменении — сверяйте привязки нагрузок по ним.
Индикатор определимости в статус-баре предупредит, если связей не хватает (механизм) или они избыточны (статически неопределимая система — ее посчитает конечно-элементный решатель).

Границы набора воздействий. Четыре типа связей и четыре типа нагрузок выше — исчерпывающий перечень модуля. Температурные воздействия, упругие (податливые) опоры, крутящие моменты и заданные смещения опор не задаются; сосредоточенный момент здесь — изгибающая пара в плоскости схемы. Модель работает в одной плоскости — расчет на косой изгиб выполняется разложением на два независимых расчета по главным осям.

Схема готова. Прежде чем нажимать «Рассчитать», назначим сечение — этому посвящен следующий раздел.

Расчеты

Служба поддержки

Заявка принята