НАГРУЗКИ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ГЛОБАЛЬНОЙ
СИСТЕМЕ КООРДИНАТ
В составе конструкции конечные элементы могут располагаться произвольным образом. Поэтому перед включением матрицы жесткости и вектора нагрузки каждого КЭ в матричное уравнение равновесия конечно-элементной модели конструкции данные матрица и вектор должны быть преобразованы к единой для всех КЭ (глобальной) системе координат.
Далее будут использоваться обозначения: - соответственно матрица жесткости, вектор узловых перемещений и вектор нагрузки КЭ в локальной системе координат; - то же в глобальной системе координат. Для определения и по имеющимся и воспользуемся свойством инвариантности полной потенциальной энергии КЭ по отношению к различным системам координат: .
Выражения для и имеют вид
Узловые перемещения и конечного элемента можно связать соотношением , где - матрица преобразования, содержащая направляющие косинусы локальных осей элемента относительно глобальных осей координат. Подставляя данное соотношение в , получаем выражение
Из условия получаем формулы для вычисления матрицы жесткости и вектора нагрузки элемента в глобальной системе координат:
Дата добавления: 2016-07-27; просмотров: 1662;