6315x
001571
8.5.2019

Průběh vnitřních sil a napětí u ploch - možnosti vyhlazení

Deformace uzlů sítě konečných prvků jsou vždy prvním výsledkem výpočtu konečných prvků. Na základě těchto deformací a tuhosti prvků lze vypočítat přetvoření, vnitřní síly a napětí.

RFEM nabízí u ploch trojúhelníkové nebo čtyřúhelníkové prvky, což znamená, že pro každý uzel sítě konečných prvků dostaneme tři nebo čtyři deformace, které lze na základě tuhosti konečného prvku zpětně přepočítat například na napětí. Protože většinou několik prvků sítě konečných prvků má společný uzel, vychází nám na jeden uzel tolik výsledků, kolik je prvků. Otázkou nyní je, jak tyto výsledky vyhodnotit. V navigátoru projektu - Zobrazit se nabízí pět možností pro zobrazení průběhu vnitřních sil na ploše.

Konstantní v prvcích

Při zvolení této možnosti se všechny hodnoty v uzlech u každého konečného prvku zprůměrují a celý konečný prvek má jedinou (vyhlazenou) hodnotu. Proto se v konečném prvku nezobrazí žádný průběh sil jako u ostatních možností. Tato metoda se interně uplatňuje u materiálu „Izotropní nelineární elastický 2D/3D“, neboť se tímto způsobem stanoví mezní napětí.

Nespojitě

Tato volba nám zobrazí nevyhlazené údaje. Stejně jako u následujících možností se pro průběh sil v prvku používá hyperbolický paraboloid. Hodnoty v uzlech sítě KP se ovšem nezprůměrují se sousedními prvky. Výsledky tak často vypadají nesouvisle a mohou vykazovat skokové rozdíly. Pokud jsou rozdíly mezi konečnými prvky příliš velké, pak to skutečně znamená, že je zapotřebí jemnější síť pro přesnější výsledky.

Spojitě po ploše

Tato volba je předem nastavena. Hodnoty všech sousedních konečných prvků se společným uzlem se v daném uzlu zprůměrují. Toto průměrování lze dobře odvodit a spočítat ze zobrazení vnitřních sil „Nespojitě“. Vyhlazení hodnot „Spojitě po ploše“ může odpovídat průběhu s jemnější sítí, a proto se často používá k vyhodnocení. Protože se ovšem jedná o vyhlazené zobrazení, měli bychom v kritických oblastech provést kontrolu pomocí volby „Nespojitě“.

Spojitě celkem

Tato volba představuje rozšíření typu zobrazení „Spojitě po ploše“. Průměrování nekončí na hranici ploch, ale průměrují se také hodnoty na hraniční linii sousedních ploch. Výsledkem je spojitý průběh v celém modelu a nikoli pouze v rámci jedné plochy. Samozřejmě i zde doporučujeme provést v kritických oblastech kontrolu pomocí volby „Nespojitě“.

Kontinuálně po skupinách

Poslední volba nabízí možnost zobrazit spojitý průběh pouze pro některé plochy. Můžeme zadat skupiny, pro které se má zobrazit průběh vnitřních sil „Spojitě celkem“. U všech ostatních ploch se pak automaticky nastaví volba „Spojitě po ploše“.

Shrnutí

Pro volbu průběhu vnitřních sil/napětí na plochách by mělo platit, že výsledek, který nejvíce odpovídá výpočtu, znázorňuje typ zobrazení „Nespojitě“. Tento průběh také silně odráží diskretizaci, v níž výpočet metodou konečných prvků spočívá. Ve skutečnosti se s takovým průběhem pravděpodobně nesetkáme. Proto je předem nastaveno vyhlazení „Spojitě po ploše“, kterým stanovíme spojitý průběh sil v rámci plochy. Vzhledem k tomu, že se tento průběh blíží realitě, ovšem neodpovídá faktickým výsledkům, měly by se vždy analyzovat kritické oblasti jako například místa vzniku singularit (například působiště bodových zatížení nebo spojovací bod několika ploch).


Autor

Ing. Günthel zajišťuje technickou podporu zákazníkům.

Odkazy
Stahování