Методика ввода

Учебное пособие по PLAXIS

Версия 7

ВВЕДЕНИЕ

Программа PLAXIS– это пакет конечных элементов, разработанный специально для анализа деформации и устойчивости геотехнических сооружений. Простая процедура графического ввода позволяет быстро составлять комплексные модели конечных элементов, а выходным устройствам осуществлять детальное представление результатов расчета. Сам расчет полностью автоматизирован и основан на устойчивых численных методах. Данная концепция позволяет новым пользователям работать с программой всего лишь через несколько часов обучения.

Настоящее Учебное пособие составлено для содействия новым пользователям в ознакомлении с новым пакетом PLAXIS. Различные лекции направлены на практическое применение и охватывают основные характеристики программы. Предполагается, что пользователи обладают основными понятиями по механике грунтов и могут работать с программами Windows 95 или Windows NT. Настоятельно рекомендуется следовать лекциям в том порядке, в каком они изложены в Пособии. Учебные лекции также имеются в примерной директории PLAXIS и могут использоваться для проверки результатов.

Руководство не содержит вводную информации по теории метода конечных элементов или численного метода, а также не приводит подробную информацию о различных моделях грунтов, включенных в программу. Они представлены в Пособии по моделям грунтов в составе полного Пособия PLAXIS, а теоретические выкладки даны в Научном руководстве. Более подробная информация по характеристикам программы приведена в Справочнике. С целью обеспечения практического опыта и исходной информации по использованию программы в дополнение к полному комплекту инструкций организованы регулярные краткие курсы в разных регионах мира.

ОЗНАКОМЛЕНИЕ

Настоящая глава посвящена некоторым обозначениям и основной методике ввода, которые используются в программе PLAXIS. В Учебном пособии, позициях меню или в окнах особые положения приведены шрифтом Italics. При нажатии клавиш на панели или текстовых кнопок на экране высвечивается наименование клавиши или кнопки в скобках (напр., <Enter>).

Инсталляция

Методика инсталляции изложена в разделе «Общая информация» настоящего Учебного пособия.

Общие вопросы моделирования

Для каждого нового проекта, подвергающегося анализу, важно в первую очередь создать геометрическую модель. Геометрическая модель – это представление реальной задачи, и она состоит из точек, линий и кластеров. Геометрическая модель должна включать типовое разделение подстилающих грунтов по отдельным слоям, структурным объектам, этапам строительства и нагрузкам. Модель должна быть достаточно крупномасштабной, с тем чтобы границы не влияли на результаты исследования проблемы. Ниже приводится подробное описание трех типов элементов геометрической модели.

Точки:

Точки образуют начало и конец линий. Точки также могут использоваться для установки анкеров, сосредоточенных усилий, закрепления точек и для локального измельчения сетки конечных элементов.

Линии:

Линии используются для определения физических границ геометрии, границ модели и разрыва в геометрии, напр., шпунтовых стенок, разделения отдельных слоев грунта или этапов строительства. Линия может иметь различные функции или свойства.

Кластеры:

Кластеры – это участки, полностью замкнутые линиями. PLAXIS автоматически распознает кластеры на основе введения геометрических линий. В пределах одного кластера свойства грунтов однородны. Следовательно, кластеры могут рассматриваться как часть слоев грунта. Действия, выполняемые на кластерах, применяются ко всем элементам кластера.

После создания геометрической модели автоматически может быть создана модель конечных элементов с учетом состава кластеров и линий на геометрической модели.

В сетке конечных элементов различаются три типа компонентов:

Элементы:

При формировании сетки кластеры разбиваются на треугольные элементы. Треугольный элемент, принимаемый по умолчанию, - это 6-узловый элемент. Кроме того, для более точного расчета напряжений и разрушающих нагрузок (особенно для осесимметрической геометрии) используются 15-узловые треугольники. Учитывая такое же распределение элементов (напр., при создании сетки по умолчанию), пользователь должен убедиться в том, что сетки, состоящие из 15-узловых элементов, фактически являются более тонкими и намного гибкими, но расчеты с этими сетками также более трудоемкие в сравнении с 6-узловыми элементами.

Узлы:

15-узловый треугольник состоит из 15 узлов, а 6-узловый – из 6 узлов. Распределение узлов по элементам показано на рис. 2.1. При расчете конечного элемента смещения рассчитываются по узлам. Узлы могут предварительно отбираться для создания кривых зависимости смещения от нагрузки.

Точки напряжения:

Рис. 2.1. Узлы и точки напряжений:

a,b – узлы, точки напряжений

Методика ввода

В программе PLAXIS ввод осуществляется путем комбинирования щелчка и перемещения мышки.

Как правило, различаются четыре типа ввода:

Мышь, как правило, используется для чертежей и выбора, в то время как клавиатура – для ввода текста и значений.