Form-finding v programu RFEM 6

Odborný článek z oblasti statiky za použití softwaru Dlubal

  • Databáze znalostí

Odborný článek

RFEM 6 má k dispozici addon Form-finding pro nalezení rovnovážných tvarů tahem zatížených plošných modelů a osově zatížených prutů. Tento addon lze aktivovat v Základních údajích modelu a používá se k nalezení geometrického tvaru, ve kterém je předpětí lehkých konstrukcí v rovnováze s existujícími okrajovými podmínkami.

Vstupní data

Jakmile je model v programu RFEM vytvořen, lze spustit proces form-finding. V programu RFEM 6 se to provádí tak, že se prvkům jako jsou membrány a lana přiřadí zatížení typu form-finding. Zatížení by mělo být definováno jako samostatný zatěžovací stav s kategorií účinků "Předpětí", jak je znázorněno na obrázku 1.

Vstupní data pro zatížení na plochu typu membránového form-findingu obsahují nastavení metody výpočtu (standardní nebo průmětovou), definici pro form-findingu (síla nebo napětí) a velikost přiřazeného zatížení (obrázek 2). Standardní metoda popisuje vektor, který se může volně pohybovat v prostoru až do cílové polohy, zatímco průmětová metoda popisuje vektor, který je částečně pohyblivý v prostoru a je fixován na své souřadnice XY. Obecně je vhodnější použít standardní metodu. Průmětová metoda je vhodná pro modely, které jsou osově symetrické (kuželové tvary).

Je třeba zmínit, že pro použití ortotropního předpětí plochy je třeba zaškrtnout volbu Specifická osa.. v záložce Základní údaje v okně Upravit plochu a odpovídajícím způsobem upravit vstupní parametry podle obrázku 3.

Naproti tomu zatížení na prut typu form-finding může být definováno geometricky nebo pomocí síly. Prvně jmenované lze definovat pomocí délky, délky bez zatížení a průvěsu (včetně maximálního vertikálního průvěsu a svislého průvěsu v nejnižším bodě). To je znázorněno na obrázku 4. Druhé zadání může být definované jako síla v prutu, tah na koncích, vodorovná tahová složka nebo hustota síly (obrázek 5).

Nastavení pro statickou analýzu

Nastavení statické analýzy lze provést podle obrázku 6. Zde může uživatel určit, v kolika iteracích má výpočet form-findingu zavést předem zadané předpětí do prvků. Při překročení tohoto limitu se výpočet vždy přeruší a použije předpětí s počáteční hodnotou. Zvýšení počtu přípustných iterací může vést k lepší konvergenci.

Dále je možné upravit rychlost konvergence, která řídí stabilitu výpočtu. Při výpočtu form-findingu se použije pro membránové plochy absolutní tuhost, uživatel však může tuhost zvýšit zadáním hodnoty nižší než 1. Výsledkem je pomalejší konvergence, ale vyšší stabilita výpočtu.

V nastavení je také k dispozici možnost integrovat předběžný form-finding. Předběžný form-finding posouvá konečné prvky plochy pomocí jednoduché lineární metody hustoty sil. Tak se pro vlastní iterační proces form-findingu obvykle redukuje dráha mezi počáteční a cílovou polohou. Tím se ušetří výpočetní čas a proces form-findingu je rychlejší.

Výsledky

Po výpočtu zatěžovacího stavu lze graficky zobrazit deformace a výsledky na prutech a plochách v navigátoru v záložce Výsledky. První z nich popisuje deformaci mezi počátečním a stanoveným rovnovážným tvarem, zatímco druhé obsahují silové nebo napěťové podmínky pro rovnovážný tvar se zohledněním definovaných parametrů form-findingu. Příklady těchto výsledků jsou uvedeny na obrázcích 7 a 8.

Následná aplikace zatížení

V tuto chvíli představují dostupné výsledky novou konfiguraci modelu. Pro další výpočet a statickou analýzu celého modelu program převede nově nalezenou geometrii včetně přetvoření po jednotlivých prvcích do univerzálně použitelného počátečního stavu pro použití v zatěžovacích stavech a kombinacích zatížení. Pokud se má následně uvažovat určité zatížení, je třeba zohlednit počáteční stav ze zatěžovacího stavu form-findingu. To znamená, že deformace z hlediska následných zatěžovacích stavů platí pro tento stanovený rovnovážný tvar.

Možnost zohlednit počáteční stav ze zatěžovacího stavu form-findingu je možné aktivovat podle obrázku 9. Na obrázku 10 je znázorněn příklad takového působení zatížení, v němž se zatížení sněhem uvažuje s ohledem na rovnovážný tvar lehké konstrukce.

Autor

Irena Kirova, M.Sc.

Irena Kirova, M.Sc.

Marketing a péče o zákazníky

Ing. Kirova je ve společnosti Dlubal zodpovědná za tvorbu odborných článků a poskytuje technickou podporu zákazníkům.

Klíčová slova

Form-finding Membrána Rovnovážný stav Lano

Odkazy

Napište komentář...

Napište komentář...

  • Navštíveno 290x
  • Aktualizováno 17. ledna 2022

Kontakt

Kontakt na Dlubal Software

Máte dotazy nebo potřebujete poradit?
Kontaktujte prosím kdykoli naši bezplatnou technickou podporu e-mailem, na chatu nebo na fóru anebo se podívejte do sekce často kladených dotazů (FAQ).

+420 227 203 203

info@dlubal.cz

Online školení | Anglicky

Eurokód 3 | Ocelové konstrukce podle DIN EN 1993-1-1

Online školení 10. února 2022 8:30 - 12:30 CET

Geotechnická analýza v programu RFEM 6

Geotechnická analýza v programu RFEM 6

Webinář 10. února 2022 14:00 - 15:00 CET

Online školení | Anglicky

Eurokód 2 | Betonové konstrukce podle DIN EN 1992-1-1

Online školení 25. února 2022 8:30 - 12:30 CET

Online školení | Anglicky

RFEM 6 | Dynamická analýza a seizmické posouzení podle EC 8

Online školení 10. března 2022 8:30 - 12:30 CET

Online školení | Anglicky

Eurokód 5 | Dřevěné konstrukce podle DIN EN 1995-1-1

Online školení 17. března 2022 8:30 - 12:30 CET

Posouzení betonu podle ACI 318-19 v programu RFEM 6

Posouzení betonu podle ACI 318-19 v programu RFEM 6

Webinář 20. ledna 2022 14:00 - 15:00 EST

Zohlednění fází výstavby \n v programu RFEM 6

Zohlednění fází výstavby v programu RFEM 6

Webinář 13. ledna 2022 14:00 - 15:00 CET

Úvod do nového programu RFEM 6

Úvod do nového programu RFEM 6

Webinář 11. listopadu 2021 14:00 - 15:00 EST

Novinky v programech RFEM 6 \n a RSTAB 9

Novinky v programech RFEM 6 a RSTAB 9

Webinář 3. listopadu 2021 13:00 - 14:00 CET

Nové funkce v programech RFEM 6 \n a RSTAB 9

Nové funkce v programech RFEM 6 a RSTAB 9

Webinář 15. října 2021 10:00 - 11:00

RFEM 6
Hala s obloukovou střechou

Hlavní program

Program pro statické výpočty RFEM 6 tvoří základ modulárního systému této rodiny programů.
Hlavní program RFEM 6 slouží k zadávání konstrukcí, materiálů a zatížení u rovinných i prostorových konstrukčních systémů, které se skládají z desek, stěn, skořepin a prutů.
Modelovat lze i smíšené konstrukce a také tělesa a kontaktní prvky.

Cena za první licenci
3 990,00 USD