METODA KONEČNÝCH PRVKŮ
KOPR - KOnstrukce PRutové
je balík programů MKP obsahující řešení prostorových rámů a všech jeho podmnožin.
Pracuje nad velice úspornou databází dat konkrétní úlohy. Zadání a editaci dat umožňují programové segmenty s jednotnou logikou.
Je kladen důraz na editaci, která je nutná při vývoji. K tomu slouží:
- obousměrná funkce SLED, kterou lze zhuštěnou formou zapsat libovolný sled celých čísel,
- GRUPY programově udržované při přečíslování bodů, uzlů nebo elementů
- a propracovaný VÝBĚR z různých nabízených možností.
KOPR byl dlouhodobě využíván k výpočtům a optimalizaci konstrukcí kolesových rýpadel. Viz sekci REFERENCE .
Je důkladně prověřený a proto spolehlivý. Není zaměřen na oslnivou grafiku, ale na praktičnost a výsledky.
Obsahuje speciální prvky typu LANO, kterými lze dobře modelovat excentrické pruty a také kladkostroje nebo ozubené převody.
Kromě i jinde víceméně standardních segmentů, které slouží k zadávání a editaci polohy uzlů, prvků, materiálů, uložení konců prvků,
obsahuje i některé další, které stojí za zvláštní pozornost:
- PROFILY
unikátní výpočet průřezových charakteristik téměř libovolného průřezu pomocí obecného programu.
Možnost zadání dvěma způsoby: STŘEDNICÍ nebo OBVODEM ( MHP ).
I charakteristiky standardních válcovaných nebo svařovaných profilů jsou počítány obecným programem
podle tabulek základních geometrických údajů. K dispozici jsou profily podle ČSN, DIN, GOST a dalších.
Změna průřezu se provede pouhou změnou jeho jména.
Lze jím počítat také charakteristiky průřezů členěných prutů obecně poskládaných.
Lze ho využít i pro výpočet hmotnosti a těžiště a momentů setrvačnosti velkých rotačních součástí. - HMOTY
KOPR počítá statická zatížení silami, ale též polem konstantního nebo vírového zrychlení a také modální analýzu konstrukcí.
Pro tato zatížení je důležité mít k dispozici matici hmotností vygenerovanou stejně dokonale, jako se generuje matice tuhostí.
Aby to bylo možné, používá se rozdělení hmot na HMOTY VLASTNÍ , HMOTY NESENÉ konstrukcí a MOMENTY SETRVAČNOSTI .
HMOTY VLASTNÍ se generují poloautomaticky z délky prvků, průřezových a materiálových charakteristik,
editovatelných procentuálních přídavků na nenosné části prutů a editovatelných uzlových přídavků.
HMOTY NESENÉ jsou určené pro popis hmotností nesených technologických zařízení, které nejsou součástí nosné konstrukce.
Přebírají se z tabulek dodaných jejich vývojáři a jsou poloautomaticky pomocí originálního postupu
rozdělovány do skupin uzlů konstrukce tak, aby odpovídala jejich společná hmotnost i těžiště skupiny.
MOMENTY SETRVAČNOSTI popisují další hmotnostní charakteristiky používané v modální analýze.
Těžiště a směry hlavních os setrvačnosti se vážou na body nebo uzly modelu konstrukce. - LOGICKÉ KOMBINACE
jsou povinným mezičlánkem mezi statickým řešením vnitřních sil v různých polohách řešené konstrukce
a jejich společným použitím při dimenzování jednotlivých prvků konstrukce.
Je používán speciální vyvinutý programovací jazyk, dobře srozumitelný pro člověka i pro počítač.
Kombinace se počítají podle textového předpisu = programu tak, aby bylo dosaženo logicky možného maxima a minima
zatížení prvku, Výsledky jsou porovnávány s únosností prutů v tahu i vzpěru, u členěných prutů včetně únosnosti spojek.
U nosníků jsou počítána i maxima a minima působících momentů a z nich plynoucích napětí v rohových vláknech průřezů.
Je možno kombinovat i absolutní, či relativní deformace nebo jednotlivá, či společná zatížení podpor - tj. reakce.
PŘÍKLAD HODNĚ VELKÉHO KOMBINAČNÍHO PŘEDPISU EXTREM:
CYKL *7 /30 ! CYKLUS přes 3 polohy KV a 2 podepření po 30 ZS
16+17*0.1 < .9, 1.1 > ! VT a zašpinění ± 10% nejistota jen VT + náklony
{ ! BEZ TĚŽIVA
18 < -7, 7 > 20 < -7, 7 > ! ±7% podélný nebo příčný náklon VT
{
16 < -.1, .1 > ! dynamika podle ČSN 277008
{ *3 /5
1 < 0, 1.8 >
2 < 0, 1.8 > ! Rypné odpory zleva +
3 < 0, 1.8 >
! nebo
4 < 0, 1.8 >
5 < 0, 1.8 > ! Rypné odpory zprava
-3 < 0, 1.8 >
} *1.6 ! vyrovnávací souč. 1.6
16 < -.4, .4 > ! nebo DYNAMIKA ±0,4g svisle | houpání ±0,12g nebo
18 < -40, 40 > ! nebo ±0,4g podélně
20 < -20, 20 > ! nebo ±0,2g příčně | vrtění ±0,12g DYNAMIKA
} ! nebo
17*1.3 < 1, 1 > ! S TĚŽIVEM + 30% VT + Těživo + Náklony
18+19*1.4 < -7, 7 > 20+21*1.4 < -7, 7 > ! ±7% náklony VT + Těživa*1.4
{
16+17 < -.1, .1 > ! dynamika podle ČSN 277008
{ *3 /5
1 < 0, 1.8 >
2 < 0, 1.8 > ! Rypné odpory zleva +
3 < 0, 1.8 >
! nebo
4 < 0, 1.8 >
5 < 0, 1.8 > ! Rypné odpory zprava
-3 < 0, 1.8 >
} *1.6 ! vyrovnávací souč. 1.6
16+17*1.4 < -.4, .4 > ! nebo DYNAMIKA ±0,4g svisle | houpání ±0,12g nebo
18+19*1.4 < -40, 40 > ! nebo ±0,4g podélně
20+21*1.4 < -20, 20 > ! nebo ±0,2g příčně | vrtění ±0,12g DYNAMIKA
}
}
22 < -1, 1 > 23 < -1, 1 > ! podélný nebo příčný provozní vítr
To byla ukázka řešení několika desítek tisíců možných lineárních kombinací Zatěžovacích Stavů ve třech polohách pracovních
a dále ve čtyřech nestandardně podepřených případech kolesového výložníku rýpadla KK 1300.
Je z ní patrné, že množství požadovaných kombinací značně přesahuje možnosti programů MKP, které jsou na trhu k mání.
Ještě jedna zdánlivá drobnost:
KOPR generuje makro pro CAD ( Co|Create ), kterým vykreslí geometrii modelu v kosoúhlém promítání
včetně čísel uzlů, čísel a směrů prutů a excentricit. Vznikne tak převoditelný 2D obrázek, který lze kótovat.
Lze se tím vyhnout jiné povinné kontrole toho, že model odpovídá originálu.
Jinou kontrolou se obvykle míní výpisy uzlů, prutů, natočení jejich os. Jakkoli jsou výpisy z databáze KOPRu
co možná stručné a přehledné, grafická informace z generovaného výkresu je vždycky srozumitelnější.