Anhang B: Dreidimensionaler dehn-, biege- und torsionssteifer Rahmen, Lösung mit CAMMPUS

• CAMMPUS starten,
• “Finite-Elemente-Programme (spezielle FEMSET-Programme)” wählen,
• “3D-Rahmentragwerke (biege-, dehn-, torsionssteif)” wählen.

Das Rahmentragwerk wird entsprechend nebenstehender Skizze in NE=43 Elemente zerlegt, was auf NK=28 Knoten führt, Elemente und Knoten werden wie skizziert nummeriert.

Die “Eingabe über die Tastatur” beginnt NE =43 und  NK=28.

Nachfolgend werden Bildschirm-Schnappschüsse von allen 5 Eingabemasken gezeigt, über die das rechnerinterne Modell definiert wird.

Die Knotenkoordinaten werden in mm, bezogen auf ein Koordinatensystem mit dem Ursprung im  Lager am Knoten 1 eingegeben (wie in der Aufgabenstellung gelistet):

Die Topologie-Eingabe ordnet jeweils 2 Knoten einem Element zu (Element 8 hat z. B. die Knoten 7 und 9).

Als Element-Parameter sind für alle Elemente der Elastizitätsmodul E (Dimension: N/mm²), der Gleitmodul G (Dimension: N/mm²), die beiden Flächenträgheitsmomente I_yy und I_zz (Dimension: mm⁴), das Torsionsträgheitsmoment (Dimension: mm⁴) und die Querschnittsfläche (Dimension: mm²) einzugeben.

Weil dabei der Bildschirm gescrollt werden muss, wird zunächst der linke Teil gezeigt (die gerade zu sehende Eingabe zeigt, dass man arithmetische Ausdrücke eingeben kann, die sofort berechnet werden):

Nachfolgend der rechte Teil der Eingabe-Maske für die Element-Parameter (nach Eingabe des ersten Wertes sollte man das Angebot “Drücken der F2-Taste” nutzen):

Einen Ausschnitt des Menüs “Eingabe: Knoten-Belastungen” mit bereits getätigten Eingaben zeigt folgendes Bild:

Nach Wahl des Menü-Amgebots “Eingabe: Knoten-Lagerungen” werden nur für die Knoten 1 bis 6 jeweils der Indikator (siehe Erläuterung im rechten Bereich der Eingabemaske) eingegeben:

Danach ist das Eingabemodell komplett, es kann “FEM-Rechnung starten” gewählt werden, danach sollte der Bildschirm folgendermaßen aussehen:

Nach Wahl von “FEM-Rechnung starten” werden die Verformungen berechnet und nach Drücken einer beliebigen Taste als Liste und Graphik angezeigt:

Nach “ESC”erscheint die Liste der Schnittgrößen:

Empfehlenswert ist noch das Menü-Angebot “PostScript-Ausgabe”, mit dem Graphiken und Ergebnis-Listen als PostScript-Datei erzeugt werden können, z. B. die nachfolgend zu sehenden  DIN-A3-Seiten für einen Farbdrucker:

Dateien für dieses Beispiel, die zum Download verfügbar sind:

• Die von den FEMSET-Programmen automatisch (als femmod.dat) erzeugte Datei, die das gesamte Berechnungsmodell enthält, als Rahm3D.dat ,
   
• die PostScript-Datei mit der Liste der Verformungen, deren verkleinerte Darstellung oben links zu sehen ist, als Rhm3Duvw.ps,
   
• die PostScript-Datei mit der Liste der Schnittmomente, deren verkleinerte Darstellung oben in der Mitte zu sehen ist, als Rhm3DMom.ps,
   
• die PostScript-Datei mit der Liste der Schnittkräfte, deren verkleinerte Darstellung oben rechts zu sehen ist, als Rhm3DFNQ.ps.