- 87 -

Aplicaţia nr. 2   Să  se  determine  distribuţia  tensiunilor  echivalente  precum  şi deplasarea  pe  direcţie  verticală  a  structurii  de  tip  grindă  cu  zăbrele  din figura 2, ştiind că este confecţionată din oţel laminat profil T. Structura este simplu  rezemată  în colţurile de  jos  şi este  solicitată de o  sarcină uniform distribuită de 1 [kN/m] pe barele orizontale plasate în partea de jos a grinzii cu zăbrele (orientată de sus în jos)  

 Fig. 2 

Paşii ce trebuie urmaţi pentru realizarea aceste analize, sunt: 1. Porniţi ABAQUS‐ul şi alegeţi să creaţi un nou model. 2. În  meniul  arborescent  din  stânga  ecranului,  daţi  dublu‐click  pe 

„Parts”  (sau  dreapta  mouse  pe  „Parts”  şi  selectaţi  opţiunea Create…). 

- 88 -

3. In  fereastra  de  dialog  “Create  Part”  daţi  un  nume  part‐ului  (de exemplu „GrinziZăbrele”) şi apoi selectaţi: 

a. 2D Planar (pentru Modeling Space) b. Deformable (pentru Type) c. Wire (pentru Base Feature) d. Approximate size = 20 e. Click pe „Continue” 

 

 

 

4. Creaţi  geometria  modelului  creând  doar  axele  longitudinale  ale barelor  care  formează  structura de  tip grindă  cu  zăbrele  studiată. Pentru aceasta, din modulul de part se va folosi comanda: „Create Lines: Conected”. 

- 89 -

!!! ATENŢIE !!! Nu există pre‐definit în ABAQUS un sistem de unităţi de măsură, prin  urmare  utilizatorul  trebuie  să  se  asigure  că  valorile  specificate  sunt  în conformitate cu realitatea şi să fie consecvent cu sistemul de unităţi de măsură în care a ales să introducă atât dimensiunile structurii cât şi datele de material. De exemplu: dacă dimensiunile modelului sunt specificate în [m], valoarea lui E va  fi dată  în  [Pa],  iar dacă dimensiunile modelului sunt date  în [mm], valoarea lui E va fi dată în [MPa]. 

 

Tot  din  acest  modul  se  va  şi  cota structura  creată,  astfel  că  în  final aceasta va arăta ca  în  figura de mai jos. 

 

  

5. Pentru  introducerea datelor de material,  în meniul arborescent din stânga ecranului, daţi dublu‐click pe „Materials”. 

- 90 -

 Apoi, în fereastra de dialog ce va apare pe ecran: 

a. Denumiţi materialul şi descrieţi‐i proprietăţile  b. Click pe „Mechanical” → Elasticity → Elastic c. Definiţi  modulul  de  elasticitate  longitudinal  (Modulul  lui 

Young)  şi  coeficientul  de  contracţie  transversală (Coeficientul  lui Poisson); Toate mărimile vor fi  introduse  în [N] şi [m]. 

d. Click pe  „OK” pentru a  valida datele  introduse  şi a  închide fereastra de dialog. 

 

 6. În  meniul  arborescent  din  stânga  ecranului,  daţi  dublu‐click  pe 

„Profiles”. 

- 91 -

  

În fereastra de dialog ce va apare, introduceţi un nume al profilului pe care îl veţi crea (de exemplu „Profil‐T”), apoi selectaţi: 

a. T (pentru Shape) b. Click pe „Continue  c. În noua fereastră ce se va deschide, introduceţi dimensiunile 

(în [m]) a profilului T studiat. d. Click „OK” pentru a încheia această etapă. 

  

  

- 92 -

7. În  meniul  arborescent  din  stânga  ecranului,  daţi  dublu‐click  pe „Sections”. 

  

În  fereastra  de  dialog  ce  va  apare,  introduceţi  un  nume  al  secţiunii  (de exemplu „Grinda”), apoi selectaţi: 

a. Beam (pentru Category) b. Beam (pentru Type) c. Click pe „Continue” d. În noua fereastră ce se va deschide, se va selecta materialul 

creat  anterior  (Oţel)  iar  la  opţiunea  „Profil  name”  se  va selecta profilul creat anterior „Profil‐T” 

e. Click „OK” pentru a încheia această etapă. 

  

8. Expandaţi meniul arborescent dând click pe + de la „Parts”, iar apoi, în noua  structură arborescentă  ce  se va deschide, daţi dublu‐click pe „Section Assignments”. 

- 93 -

 În partea de jos a ecranului va apare: 

 Se va selecta toată structura creată anterior, făcând click pe aceasta în 

zona grafică a ecranului, după care fie se va „apăsa” butonul Done, sau se va da click pe butonul mijloc a mouse‐ului. 

În  fereastra  care  va  apare  se va  selecta  pentru  „Section” opţiunea  Grinda  (singura  care există  creată),  iar  apoi  se  va  da click pe „OK”.   

  

9. Expandaţi meniul arborescent dând click de această dată pe + de la „Assembly”,  iar  apoi,  în  noua  structură  arborescentă  ce  se  va deschide, daţi dublu‐click pe „Instances”. 

- 94 -

    

În  fereastra  de  dialog  ce  se  va  deschide  selectaţi  opţiunea  „Dependent (mesh on part)”, iar apoi daţi click pe „OK” pentru a finaliza această etapă. 

10. În meniul arborescent daţi dublu‐click pe „Steps” pentru a preciza ce tip de analiză se doreşte a fi realizată. 

  

În fereastra de dialog ce se va deschide se va da o denumire acestui pas de analiză,  la  „Procedure  Type”  se  va  alege  opţiunea  „General”,  iar  dintre 

- 95 -

tipurile de analize ce stau la dispoziţie se va opta pentru „Static, General”. În  final  se  va da  click pe  „Continue”,  ceea  ce  va  conduce  la deschiderea unei  ferestre  ce  permite  introducerea  de  informaţii  despre  acest  pas  al analizei. De  exemplu  la  „Description”  se  poate  face  o  scurtă  descriere  a pasului. Pentru finalizare se va da click pe „OK”. 

  

11. Expandaţi meniul arborescent dând click de această dată pe + de la „Field Output Request”, iar apoi, în noua structură arborescentă ce se va deschide, daţi dublu‐click pe „F‐Output‐1”  (F‐Output‐1 a  fost creat automat  în momentul  în care s‐a creat pasul (step‐ul)  în care s‐a precizat tipul analizei). 

 

  

- 96 -

În fereastra de dialog ce se va deschide, debifaţi variabilele „Strains” şi „Contact”, iar apoi daţi click pe „OK” pentru a închide fereastra de dialog. 

 12. Expandaţi meniul arborescent dând click de această dată pe + de la 

„History Output Request”,  iar apoi,  în noua structură arborescentă ce  se  va  deschide,  daţi  click  dreapta mouse  pe  „H‐Output‐1”  (H‐Output‐1 a  fost creat automat  în momentul  în care s‐a creat pasul (step‐ul)  în  care  s‐a  precizat  tipul  analizei),  iar  apoi  daţi  click  pe „Delete”. 

- 97 -

  

13. În meniul arborescent daţi dublu‐click pe „BCs” pentru a preciza ce tip  legături  (Boundary  Conditions)  doriţi  a  impune  structurii studiate. În fereastra de dialog ce se va deschide: 

a. Introduceţi un nume pentru legătura ce se doreşte introdusă (de exemplu Articulaţie) 

b. Click  pe  „Continue”  pentru  a  intra  în  fereastra  grafică  şi  a selecta punctul unde va fi aplicată această legăturăi. 

Se va selecta punctul din stânga jos a structurii, după care fie se va „apăsa” butonul Done, fie se va da click pe butonul mijloc a mouse‐ului. 

În fereastra ce se va deschide, se vor bifa căsuţele corespunzătoare deplasărilor  U1  şi  U2,  lucru  ce  va  conduce  la  apariţia  valorii  implicite  0 (zero)  în dreptul  lor. După aceasta se va da click pe „OK” pentru a  încheia această etapă. 

În mod similar se va proceda şi pentru crearea reazemului din colţul din  dreapta  jos,  numai  că  de  data  aceasta  nume  pentru  legătura  ce  se doreşte introdusă va fi Reazem, iar în fereastra ce se va deschide, se va bifa doar căsuţa corespunzătoare deplasării U2, iar apoi click pe „OK”. 

- 98 -

  

 

14. În meniul arborescent daţi dublu‐click pe „Loads” pentru a preciza ce tip de încărcări doriţi a impune structurii studiate. În fereastra de dialog ce se va deschide: 

a. Introduceţi  un  nume  pentru  încărcarea  ce  doriţi  să  o introduceţi  (de  exemplu  Sarcina  Distribuită)  şi  selectaţi opţiunea „Line load” în dreptul „Types for Selected Step”. 

b. Click  pe  „Continue”  pentru  a  intra  în  fereastra  grafică  şi  a selecta unde anume va fi aplicată această sarcină distribuită uniform. 

- 99 -

 

 

 

Se  vor  selecta  cele  două  grinzi  orizontale  din  partea  de  jos  a structurii (se ţine apăsată tasta „Shift” pentru a selecta mai multe entităţi), după  care  fie  se  va  „apăsa”  butonul Done,  fie  se  va  da  click  pe  butonul mijloc a mouse‐ului. 

În fereastra ce se va deschide, se va introduce valoarea de ‐1000 [N] în dreptul „Component 2”. După aceasta  se va da click pe „OK” pentru a încheia această etapă. 

- 100 -

15. În  meniul  arborescent  din  stânga  ecranului,  daţi  dublu‐click  pe „Mesh” (după ce în prealabil aţi expandat meniul arborescent dând click pe + de la „GrinziZabrele”), apoi în Toolbox daţi click pe iconiţa „Assign  Element  Type”,  după  care  selectaţi  în  fereastra  grafică structura creată anterior,  iar apoi  fie  se va „apăsa” butonul Done, fie se va da click pe butonul mijloc a mouse‐ului. 

  

În fereastra de dialog ce se va deschide, selectaţi: a. „Standard” pentru Element type b. „Linear” pentru Geometric order c. „Beam” pentru Family d. Click „OK” pentru a încheia această etapă. 

Elementul finit ce se va utiliza pentru această analiză este B21 care este un element finit de tip beam cu două noduri. 

- 101 -

  

16. În  Toolbox  daţi  click  pe  iconiţa  „Seed  Edge  By  Number”  (ţineţi apăsat pe această iconiţă pentru a se deschide alte opţiuni). 

  

După  aceasta,  în  fereastra  grafică  selectaţi  întreaga  geometrie,  cu excepţia  grinzilor  orizontale  din  partea  de  jos  iar  apoi,  fie  se  va  „apăsa” butonul Done, fie se va da click pe butonul mijloc a mouse‐ului. 

  

În  fereastra  de  dialog  ce  se  va  deschide  se  va  defini  numărul  de elemente  de‐a  lungul  unei muchii  (edge).  Astfel  se  va  scrie  valoare  5  în fereastra  deschisă,  în  dreptul  opţiunii  „Numer  of  elements”  din  zona  de „Sizing Controls”. După  ce  această  valoare  a  fost  scrisă  se  va da  click pe „OK” pentru a finaliza această etapă.  

- 102 -

 

 

În mod similar se va proceda şi cu cele două grinzi orizontale din partea de  jos a structurii, doar că numărul de elemente de pe  fiecare din aceste grinzi va fi 10.  

17. În Toolbox daţi click pe iconiţa „Mesh Part”, după care daţi click pe „Yes” în mesajul apărut în „Prompt area”. 

 

 

 

După  aceasta,  în  zona  pentru mesaje  sau  linii  de  comandă  va  apare următorul mesaj: 

  

18. În  bara  de  meniuri  (Menu  bar)  selectaţi  View  →  Part  Display Options, iar apoi, în fereastra de dialog ce se va deschide, selectaţi: 

a. În General tab, bifaţi „Render beam profiles” b. Daţi click pe „OK” pentru a închide fereastra de dialog. 

- 103 -

În urma  acestui pas pe  structură  vor  apare numerotate  atât nodurile cât şi elementele finite. 

 

  

19. Reveniţi  la  modulul  de  Property,  iar  apoi,  în  toolbox‐ul corespunzător acestui modul: 

a. Daţi click pe „Property” b. Selectaţi în fereastra grafică întreaga structură creată c. Menţineţi valoarea  înscrisă zona „Prompt area”  şi daţi click 

pe butonul mijloc al mouse‐ului d. Apoi daţi click pe „OK” pentru a încheia această etapă. 

 

- 104 -

   

 După această etapă, structura va arăta ca în figura următoare. Se poate 

constata faptul că există grinzi din componenţa structurii, la care profilul T nu este orientat aşa cum este specificat în figura din enunţul problemei. 

 

- 105 -

20. În  toolbox‐ul  corespunzător  modulului  „Property”  daţi  click  pe iconiţa  „Assign  Beam/Truss  Tangent”  (ţineţi  apăsat  pe  această iconiţă pentru a se deschide alte opţiuni). 

  

În „Prompt area” va apare mesajul: 

 În fereastra grafică selectaţi grinzile la care doriţi ca geometria secţiunii 

să fie rotită cu 180°, după care daţi click pe „Done” pentru a încheia această etapă. Structura arătând la finalul acestei etape ca în figura de mai jos. 

 

- 106 -

21. În  meniul  arborescent  din  stânga  ecranului,  daţi  dublu‐click  pe „Job”,  iar  în  fereastra  de  dialog  ce  se  va  deschide  introduceţi  un nume pentru job‐ul ce se doreşte a fi creat. După aceasta daţi click pe „Continue”. În următoarea fereastră se va introduce o descriere a job‐ului creat anterior. Pentru finalizarea acestui pas se va da click pe „OK” în această din urmă fereastră. 

   

 

- 107 -

 

22. În  meniul  arborescent  din  stânga  ecranului,  daţi  click  dreapta mouse pe jobul creat anterior şi selectaţi apoi opţiunea „Submit”. 

a. În timp ce ABAQUS‐ul rezolvă acest job, daţi dreapta click pe jobul  creat  anterior  şi  trimis  spre  soluţionare  şi  selectaţi opţiunea „Monitor” 

    

b. În fereastra Monitor ce se va deschide verificaţi dacă există avertismente  (warnings)  sau  chiar  erori  (errors)  care  ar putea duce la nesoluţionarea analizei. 

Dacă  există  erori,  trebuie  investigată  sursa  acestora  şi  remediate problemele pentru a se putea soluţiona analiza. Dacă există avertismente, trebuie  determinat  dacă  acestea  sunt  importante,  deoarece  anumite avertismente  pot  fi  ignorate  automat  şi  analiza  să  fie  rulată  şi  problema soluţionată. 

- 108 -

  

23. În  meniul  arborescent  din  stânga  ecranului,  daţi  click  dreapta mouse  pe  jobul  trimis  spre  soluţionare  şi  soluţionat  complet,  iar apoi selectaţi opţiunea „Results”. 

  

24. În  bara  de  meniuri  (Menu  bar)  selectaţi  Viewport  →  Viewport Annotations  Options,  iar  apoi,  în  fereastra  de  dialog  ce  se  va deschide: 

a. Debifaţi opţiunea „show compass”; 

- 109 -

b. Tot aici, se mai pot bifa/debifa şi alte opţiuni legate de ceea ce se doreşte să apară sau nu pe zona grafică; 

c. Daţi click pe „OK” pentru a închide fereastra de dialog. 

 25. Pentru  vizualizarea  rezultatelor  obţinute  trebuie  să  intraţi  în 

modulul „Visualization”. 

  

După  aceasta,  pentru  vizualizarea  distribuţiei  tensiunilor  echivalente von Mises pe geometria nedeformată a structurii studiate, în toolbox‐ul ce apare  la  trecerea  pe modulul  „Visualization”,  daţi  click  pe  următoarele iconiţe: 

a. „Plot Contours on Deformed Shape” b. „Allow Multiple Plot States” c. „Plot Undeformed Shape” 

- 110 -

 

 

 

 

26. În toolbox daţi click pe iconiţa „Common Options” a. În  tab‐ul  „Basic”  bifaţi  opţiunea  „Auto‐compute”  pentru 

„Deformation Scale Factor”; b. În tab‐ul „Labels” bifaţi „Show node symbols” putând alege 

totodată simbolul şi culoarea cu care această etichetă să fie reprezentată; 

c. Daţi click pe „OK” pentru a închide fereastra de dialog. 

 

 

- 111 -

  

În urma acestor etape parcurse, pe zona grafică a Abaqus‐ului, va apare structura studiată atât sub forma deformată cât şi nedeformată, pe cea din urmă reprezentare, putându‐se vedea şi distribuţia tensiunilor echivalente von Mises. 

  

27. Pentru a determina valoarea tensiunilor,  în bara de meniuri (Menu bar) selectaţi Tools → Query, iar apoi, în fereastra de dialog ce se va deschide daţi click pe „Probe Values”. 

- 112 -

 

  

În continuare,  în  fereastra ce  se va deschide bifaţi  toate opţiunile din sectorul „Probe Values”. După aceasta, în zona grafică, daţi pe rând click pe nodurile structurii studiate. Toate  informaţiile despre acestea vor apare  în fereastra „Probe Values”, aşa cum se poate observa şi în figura următoare. În final daţi click pe „Cancel” pentru a închide această fereastră de dialog. 

 

- 113 -

28. Pentru  a  schimba  rezultatele  afişate pe ecran,  în bara de meniuri (Menu bar) selectaţi Results → Field Output 

a. Selectaţi „Spatial displacement at nodes”; b. Selectaţi U2 pentru „Component”; c. Click „OK” pentru a închide acestă fereastră de dialog. 

În urma acestor etape parcurse, pe zona grafică a Abaqus‐ului, va apare structura studiată atât sub forma deformată cât şi nedeformată, pe cea din urmă  reprezentare, putându‐se  vedea  şi distribuţia deplasărilor  structurii pe direcţie verticală (Oy sau direcţia 2). Totodată în partea din stânga sus a ferestrei grafice vor apare şi valorile acestor deplasări. 

 

  

- 114 -

  

29. Pentru  a  crea  un  fişier  text  care  să  conţină  valorile  tensiunilor,  a deplasărilor pe direcţie verticală şi  reacţiunile ce apar  în  legăturile structurii,  în bara de meniuri  (Menu bar)  selectaţi Report → Field output. 

  

iar apoi,  în  fereastra de dialog ce se va deschide,  în tab‐ul „Variable” daţi click pe  săgeata neagră din dreptul opţiunii  „Stress  cmponents” pentru a deschide  o  structură  arborescentă,  de  unde  veţi  putea  bifa  ce  fel  de tensiuni doriţi a fi scrise în fişierul text ce urmează să se creeze. În cazul de faţă va fi bifată doar opţiunea „Mises”. 

În  tab‐ul  „Setup”  specificaţi  numele  fişierului  text  pe  care  doriţi  să  îl creaţi  (extensia  va  fi  *.rpt)  precum  şi  calea  (locaţia)  unde  acesta  să  fie salvat pe hard disk‐ul  calculatorului.  Totodată debifaţi opţiunea  „Column totals” şi daţi click pe „Apply”. 

- 115 -

  

 

Pentru  a  scrie  în  fişier  şi  datele  legate  de  deplasările  structurii  pe direcţie verticală, reveniţi la tab‐ul „Variable” şi schimbaţi tipul variabilei de ieşire  („Output  Variables”)  din  „Integration  Point”  în  „Unique Nodal”.  În fereastra  de  dialog  ce  va  apare,  debifaţi  „Stres  components”  şi  selectaţi opţiunea U2 din structura arborescentă a opţiunii „Spatial displacement”. După aceasta daţi click pe „Apply” pentru a valida opţiunile alese anterior. 

- 116 -

  

Tot  în  tab‐ul  „Variable”  anterior,  debifaţi  „Spatial  displacement”  şi selectaţi  opţiunea  RF2  din  structura  arborescentă  a  opţiunii  „Reaction force”. 

În  tab‐ul „Setup” păstraţi acelaşi nume al  fişierului  text creat anterior   şi bifaţi de data această opţiunea „Column  totals” după care daţi click pe „OK”. 

- 117 -

    

30. Deschideţi  fişierul cu extensia *.rpt  creat anterior  cu un editor de text (de exemplu Notepad).  În acest fişier se poate face verificarea reacţiunilor ce apr  în legăturile structurii. În cazul de faţă, se poate observa faptul că reacţiunea pe direcţie verticală este de 10.000 [N] (egală în modul cu sarcina exterior aplicată) şi este orientată în sens opus acestei sarcini. 

- 118 -