Opastusta FEM-esimerkkien käyttöön

Perustoiminta

Haluttu tehtävä valitaan sivun vasemmassa ylänurkassa olevasta valikosta. Tehtävä ratkaistaan painamalla Solve-nappia, jolloin sivun alalaitaan tulee väkyviin ID-taulukko, globaali jäykkyysmatriisi (tai osa siitä, mikäli se on hyvin suuri) ja globaali siirtymävektori. Kunkin elementin tulokset saa klikkaamalla kyseistä elementtiä, jolloin tulostaulukko tulee näkyviin kuvan oikealle puolelle.

Kuvan merkinnät

Sivun keskellä oleva kuva esittää ratkaistavaa tehtävää. Kuvassa on näkyvissä rakenteen viivamalli ja sen avainpisteet, rakenteen tuennat, elementit ja niiden solmut, rakennetta rasittavat pistevoimat ja -momentit, sekä viivakuormat. Lisäksi, mikäli rakenteen oman painon vaikutus otetaan laskennassa huomioon, näkyy kuvassa putoamiskiihtyvyyden suunnan ja suuruuden osoittava nuoli. Joissakin tehtävissä esiintyy materiaalien lämpötilamuutoksia, mikä ilmaistaan kuvassa näkyvällä T-kirjaimella. Käyttäjä voi halutessaan määrätä mitä kuvassa näkyy käyttämällä kuvan yläpuolella olevia valitsimia.

Kuvassa pisteet on nimetty kirjaimilla, solmut ja viivat numeroilla. pisteeseen asetetut kolmiot ilmaisevat tuentaa, joka estää liikkeen x- tai y-suuntaan, riippuen kolmion kannan suunnasta. Pisteen ympärille piirretty ympyrä kertoo, että rotaatio pisteen ympäri on estetty. Erilaisia elementtejä on merkitty väreillä. Oranssit elementit ovat kuuden vapausasteen palkkielementtejä ja vaaleanpunaiset elementit neljän vapausasteen sauvaelementtejä.

Käyttäjän säätömahdollisuudet

Käyttäjä voi halutessaan päättää mitä tekijöitä laskennassa otetaan huomioon. Kuvan vasemmalla puolella olevista valitsimista voi asettaa päälle tai pois päältä pistevoimat ja -momentit, viivakuormitukset, painovoiman ja lämpötilanmuutoksen. Vain ratkaistavana olevaan tehtävään kuuluvat kohdat ovat aktiivisia ja niitä voi muuttaa.

Rasitusvoimakuviot

Kun malli on ratkaistu, voidaan piirtää rasitusvoimakuviot. Kuvan yläpuolella olevasta valikosta voi valita normaalivoimakuvion (Normal Force), leikkausvoimakuvion (Shear Force) tai taivutusmomenttikuvion (Bending Moment). Rasitusvoiman arvon halutun elementin päissä saa klikkaamalla rasitusvoimakuviota, jolloin arvot tulevat näkyviin kuvan alapuolella olevaan viestikenttään. Alla on esimerkkejä rasitusvoimakuvioista.

V. 001 23.08.2012 Teknillinen mekaniikka
Heikki Marjamäki, Leena Karppi, Anni Mäkelä