Nelinearity podpor na názorném příkladu | 1.1 Posun

Odborný článek

V praxi stojíme často před úkolem co možná nejreálněji modelovat podporové podmínky, abychom mohli uvážit jejich vliv při posouzení deformací a vnitřních sil konstrukce a abychom umožnili navrhnout co možná nejekonomičtější konstrukce. Programy RFEM a RSTAB nabízejí mnoho různých možností pro zadání nelinearit uzlových podpor. V našem prvním příspěvku si na jednoduchém příkladu ukážeme, jaké jsou možnosti, pokud chceme zadat nelineární posuvné podepření. Pro lepší pochopení vždy současně předvedeme výsledek v případě lineárně zadané podpory.

Obecně

Každá uzlová podpora má vlastní lokální osový systém. Osy se označují jakoX',  Y' a Z'. Standardně se lokální osový systém podpory řídí globálním systémem os v dané úloze v programu RFEM nebo případně RSTAB. Osový systém podpor však může definovat také sám uživatel nebo ho může jednoduše natočit. V našem příkladu zapneme zobrazení osových systémů u všech uzlových podpor.

Jednotlivé možnosti zadání nelinearity si ukážeme v případě posunu ve směru X'. Obdobné možnosti ovšem platí i ve směru obou zbývajících os podpory.

Upozornění: Nelinearita se vždy vztahuje na působící podporovou sílu.

Neúčinnost, je-li PX' záporné

Obr. 01 - Neúčinnost, je-li PX' záporné

Pokud podporová síla působí proti směru osy X', pak je podpora neúčinná ve směru X', ostatní podporové podmínky jsou lineární.

Neúčinnost, je-li PX' kladné

Obr. 02 - Neúčinnost, je-li PX' kladné

Pokud je podporová síla kladná a působí tedy ve směru osy X' dané podpory, pak je podpora neúčinná ve směru osy X', ostatní podporové podmínky jsou lineární.

Neúčinnost vše, pokud PX' záporné

Obr. 03 - Neúčinnost vše, pokud PX' záporné

Pokud podporová síla působí proti směru osy X', pak je podpora zcela neúčinná. V takovém případě nepřenáší žádné síly ani momenty.

Neúčinnost vše, pokud PX' kladné

Obr. 04 - Neúčinnost vše, pokud PX' kladné

Pokud je podporová síla kladná a působí tedy ve směru osy X' dané podpory, pak je podpora zcela neúčinná. V takovém případě nepřenáší žádné síly ani momenty.

Částečná účinnost: Prokluz

Obr. 05 - Částečná účinnost: Prokluz

Částečnou účinnost lze zadat v přídavném dialogu. Můžeme přitom samostatně definovat působení podpory v kladné oblasti (kladná podporová síla P-X' a kladný posun uX') a působení podpory v záporné oblasti (záporná podporová síla P-X' a záporný posun uX'). Nastavení se pak graficky znázorní v diagramu.

Jestliže jsme podporu definovali jako „pevnou“ ve směru X', bude se v případě zadání „plné účinnosti“ a  „prokluzu“ uzlová podpora deformovat až po dosažení stanoveného prokluzu. Poté bude působící podporová síla plně přenášena. Pokud jsme zadali pružinu, bude pružina působit po dosažení zadaného prokluzu.

Částečná účinnost: Tečení a prokluz

Obr. 06 - Částečná účinnost: Tečení a prokluz

Jestliže nastavíme tuto volbu, můžeme zadat mezní podporovou sílu a hodnotu pro prokluz. I v tomto případě lze údaje definovat zvlášť pro kladnou a pro zápornou oblast. Jakmile je deformace větší, než je stanovený prokluz, může podpora maximálně přenášet zadanou mezní podporovou sílu. Jestliže působící podporová síla překročí mezní podporovou sílu, deformace dále roste, aniž by se již dále zvětšovala podporová síla.

Částečná účinnost: Pružina a prokluz

Obr. 07 - Částečná účinnost: Pružina a prokluz

Pokud jsme u podpory zadali konstantu tuhosti, bude pro „částečnou účinnost“ k dispozici další volba „Vetknutí od posunu podpory u+“. Pro prokluz lze, jak jsme již popsali, stanovit mezní hodnotu. Spolu s mezní hodnotou „posunu“ se tak definuje rozmezí účinnosti zadané pružiny. Mezní hodnotou „prokluzu“ a mezní hodnotou „posunu“ se stanoví oblast účinnosti lineární pružiny. Jestliže deformace překročí mezní hodnotu „posunu“, bude se podporová síla plně přenášet, aniž by se deformace nadále zvětšovala. Stejně jako u ostatních možností lze účinnost podpory definovat samostatně pro kladnou a pro zápornou oblast.

Částečná účinnost: Přetržení od reakce

Obr. 08 - Částečná účinnost: Přetržení od reakce

Jestliže jsme u podpory zadali konstantu tuhosti, můžeme definovat také „Přetržení od reakce P+“. Také tuto volbu lze kombinovat s prokluzem. Podporová síla roste v závislosti na konstantě tuhosti až po dosažení stanovené mezní podporové síly. Při jejím překročení náhle podpora ztratí pro daný směr účinnost.

V našem dalším příspěvku se budeme věnovat zbývajícím možnostem.

Ke stažení

Odkazy

Kontakt

Kontakt

Máte dotazy nebo potřebujete poradit?
Kontaktujte nás nebo využijte stránky s často kladenými dotazy.

+420 227 203 203

info@dlubal.cz

RFEM Hlavní program
RFEM 5.xx

Hlavní program

Program RFEM pro statické výpočty metodou konečných prvků umožňuje rychlé a snadné modelování konstrukcí, které se skládají z prutů, desek, stěn, skořepin a těles. Pro následná posouzení jsou k dispozici přídavné moduly, které zohledňují specifické vlastnosti materiálů a podmínky uvedené v normách.

Cena za první licenci
3 540,00 USD
RSTAB Hlavní program
RSTAB 8.xx

Hlavní program

Program pro statický výpočet a navrhování prutových a příhradových konstrukcí, provedení lineárních a nelineárních výpočtů vnitřních sil, deformací a podporových reakcí.

Cena za první licenci
2 550,00 USD