Eigentlich war es so gar nicht gedacht. Die Erweiterung des CAMMPUS-4.5-Programms "Ebene biege- und dehnsteife Rahmen" mit dem "Patch" sollte die Möglichkeiten der FEM-Berechnung erweitern. Das Programm wurde aber dadurch auch für die Erstsemester-Studenten interessant, die ihre Statik-Aufgaben damit lösen können. Und weil es sowieso keinen Zweck hat, ihnen das ausreden zu wollen, sollen die nachfolgenden "Tips" wenigstens dazu führen, das Programm sinnvoll anzuwenden.
Zunächst der für Studenten, die Statik-Aufgaben lösen müssen, wichtigste Hinweis:
Da Ihre Aufgaben statisch bestimmt sein müssen, dürfen Sie für die im Programm abgefragten Steifigkeiten ganz beliebige Werte annehmen. Dann rechnet das Programm natürlich die für diese Steifigkeiten entstehenden (und wahrscheinlich nicht sinnvollen) Verformungen aus, Verformungen können Sie aber mit den Mitteln der Statik ohnehin nicht berechnen. Die Schnittgrößenverläufe (Normalkraft, Querkraft, Biegemoment) und die daraus zu entnehmenden Lager- und Gelenkreaktionen sind bei statisch bestimmten Problemen von den Steifigkeiten unabhängig (und werden damit bei beliebig angenommenen Steifigkeiten richtig). Empfehlung: Sehen Sie sich die ausführlich erläuterten Beispiele eines sehr einfachen Biegeträgers und eines Rahmens mit einem Gelenk an und probieren Sie das CAMMPUS-Programm einfach einmal aus.
Die Eingabe der Daten in die CAMMPUS-Programme erfolgt menügesteuert und ist selbsterklärend. Gegebenenfalls orientiert man sich an dem Fachwerk-Beispiel auf Seite 195 im Buch "Technische Mechanik, computerunterstützt" oder an den Beispielen im CAMMPUS-4.5-Update-Manual.
Tip für Studenten, die Aufgaben lösen müssen, bei denen
Kräfte und
Abmessungen nicht als Zahlenwerte gegeben sind:
Wenn sich alle Kräfte durch eine Kraft (z. B.: F) und alle Abmessungen
durch eine Länge (z. B.: a
und die äußeren Momente dann
durch Fa)
ausdrücken lassen, dann sollte man für diese Größen die
dimensionslosen Werte F = 1, a = 1 eingeben.
Das Programm errechnet dann dimensionslose Schnittgrößen.
Die tatsächlichen Querkräfte und Normalkräfte
erhält man durch Multiplikation mit F, die tatsächlichen
Biegemomente durch Multiplikation mit Fa.
Wenn sich alle Belastungen durch eine Linienlastintensität q
ausdrücken lassen, rechnet man mit q = 1 und muß die
dimensionslosen Querkräfte bzw. Normalkräfte mit qa
multiplizieren, die
dimensionslosen Momente mit qa2.
Wenn mehrere (nicht durch eine Größe auszudrückende) Belastungen
vorgeschrieben sind, kann zusätzlich das "Einheitslast-Verfahren" mit
anschließender Superposition verwendet werden. Für ein Fachwerk
ist es
hier ausführlich beschrieben, das Prinzip läßt sich
sinnfemäß auf Biegeträger und Rahmen übertragen.
Dieser einfache Biegeträger enthält kein Gelenk. Wer noch nicht
mit dem CAMMPUS-Programm "Ebener biegesteifer Rahmen" gearbeitet hat,
sollte sich an diesem einfachen Beipiel die
ausführlichen Beschreibung der Eingabe des Berechnungsmodells
ansehen.
Der Rahmen enthält ein "klassisches" Gelenk. Neben der
ausführlichen Beschreibung der Eingabe des Berechnungsmodells
wird gezeigt, wie ein solches Gelenk realisiert wird.
Dieses Gelenksystem enthält zwei "klassische" Gelenke und zwei
Punkte, an denen ein Stab am durchlaufenden Träger "angelenkt" ist.
Die
Realisierung der unterschiedlichen Gelenktypen und die Berechnung
der Lagerreaktionen und der Stabkräfte wird demonstriert.
Bei diesem Gelenksystem ist der linke Träger durchlaufend von der
Rolle bis zum Lager B, der rechte Teil ist bei G "angelenkt". Wie
man diesen Gelenktyp und auch noch Rolle und Seil modelliert, ist
hier beschrieben.
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Stand: 19. Sep 2011 13:43:36 CEST
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