Навчальна тема

Формування глобальної системи рівнянь

Інтерактивні інженерні завдання та навчальні матеріали з теми «Формування глобальної системи рівнянь».

0 практичних завдань0 підтем

Формування глобальної системи рівнянь

Кожен скінченний елемент має власну матрицю жорсткості та власний набір вузлових ступенів вільності. Щоб отримати модель усієї конструкції, внески всіх елементів потрібно об’єднати в одну глобальну систему.

Для кожного локального ступеня вільності елемента відома відповідність певному глобальному ступеню вільності моделі. За цією відповідністю коефіцієнти локальних матриць додаються у відповідні позиції глобальної матриці.

$$K = {\sum}_{e} {{A}_{e}}^{T} {K}_{e} {A}_{e}$$

Тут Ae задає відповідність між локальними і глобальними ступенями вільності. Аналогічно формується глобальний вектор навантажень.

Після складання отримують основну систему рівнянь МСЕ:

$$K U = F$$

Далі накладають граничні умови: частина вузлових переміщень стає відомою, а решта залишається невідомою. Після цього систему розв’язують відносно вільних ступенів вільності.

Для заданих переміщень систему зручно поділити на вільні та закріплені ступені вільності:

$${K}_{f f} {U}_{f} = {F}_{f} - {K}_{f c} {U}_{c}$$

Після знаходження глобальних вузлових переміщень кожен елемент знову розглядають окремо, щоб визначити його деформації, напруження та внутрішні сили.