2026x
001740
2.5.2022

Stanovení průřezových charakteristik a analýza napětí v programu RSECTION 1

Se samostatným programem RSECTION můžete stanovit průřezové charakteristiky pro libovolné tenkostěnné i masivní průřezy a provést také analýzu napětí. V našem starším příspěvku z databáze znalostí "Grafické/tabulkové vytváření uživatelsky zadaných průřezů v RSECTION 1" jsme se zabývali základy pro zadání průřezů v programu. V tomto příspěvku pak shrneme, jak stanovit průřezové charakteristiky a provést analýzu napětí.

V programu RSECTION jsou k dispozici následující metody posouzení: analýza tenkostěnnou metodou a analýza metodou konečných prvků. Preferovanou metodu můžete vybrat v Základních údajích modelu, jak je znázorněno na obrázku 1. Rozdíl mezi těmito dvěma metodami je v tom, které charakteristiky a napětí se pro neoslabený průřez počítají. V prvním případě se průřezové charakteristiky počítají analyticky jak pro neoslabený, tak pro účinný průřez.

Při analýze metodou konečných prvků se naopak průřezové charakteristiky neoslabeného průřezu spočítají pomocí konečných prvků na základě definovaných částí, zatímco u účinného průřezu se jedná o analytický výpočet. Účinný průřez tak lze vypočítat pro obě metody výpočtu, pokud je k dispozici licence pro rozšíření Účinné průřezy, jak je znázorněno na obrázku 1.

Za předpokladu, že posuzovaný průřez byl již v programu vytvořen a že v Základních údajích byla vybrána příslušná metoda posouzení jako na obrázku 1, je dalším krokem zadání zatěžovacího stavu, v němž budou obsaženy vnitřní síly od určitého účinku.

To je možné provést tak, jak je znázorněno na obrázku 2, že vyberete kategorii účinků a označíte/odznačíte políčko "Řešit", které určuje, zda se zatěžovací stav při výpočtu analyzuje. Zatěžovací stavy můžete vytvářet, kopírovat nebo mazat přímo v seznamu zatěžovacích stavů, který obsahuje všechny zatěžovací stavy modelu.

Jakmile jsou zatěžovací stavy vytvořeny, je možné definovat vnitřní síly. To lze jak v okně Zatěžovací stavy a kombinace, tak v tabulce Vnitřní síly, jak je znázorněno na obrázku 3. Model lze posoudit pro libovolný zatěžovací stav pomocí několika vnitřních sil působících na jednotlivých místech x podél prutu.

Pokud existují různé kombinace vnitřních sil, lze je použít jednotlivě v různých zatěžovacích stavech, na různých prutech nebo na různých místech x ve stejném zatěžovacím stavu. Lze tak přiřadit normálové a posouvající síly, krouticí a ohybový moment a bimoment (obrázek 3).

Jako alternativu k této možnosti ručního zadání vnitřních sil lze importovat vnitřní síly z programu RSTAB nebo RFEM, jak je znázorněno na obrázku 4. Za tímto účelem je třeba vybrat model, ze kterého se mají vnitřní síly importovat, z Dlubal centra nebo pomocí dialogu Windows 'Otevřít'. Aby bylo možné importovat vnitřní síly, je nutné nejdříve uložit příslušný soubor programu RFEM 6 nebo RSTAB 9 s výsledky.

V rozbalovacím seznamu 'Typ objektu' můžete určit, zda se mají importovat vnitřní síly průřezů nebo prutů, a vybrat průřez nebo prut, jehož vnitřní síly se mají zohlednit. Zatěžovací stavy / kombinace zatížení, které se mají převzít z modelu, lze vybrat, lze ovšem importovat pouze vnitřní síly spočítaných zatěžovacích stavů / kombinací zatížení (zatěžovací stavy / kombinace zatížení bez výsledků jsou vyznačeny šedě). V programu RSECTION se vytvoří jeden zatěžovací stav pro každý importovaný zatěžovací stav a kombinaci zatížení; pokud tedy již nějaký zatěžovací stav existuje, je možné určit, zda se má přepsat, nebo zda se má vytvořit jiný.

Dále je třeba definovat napětí, která se mají vypočítat a zobrazit. To je možné provést v dialogu Konfigurace pro napětí, kde je k dispozici seznam napětí, v kterém můžete zaškrtnout příslušná políčka pro vybrané položky. K dispozici je také popis vybraného napětí, jak je znázorněno na obrázku 5. Pro každé napětí je možné v tabulce vybrat typ mezního napětí, takže se využití napětí počítá z poměru stávajícího napětí k vybranému meznímu napětí.

Mezní normálové napětí, které se stanoví jako σx,max = fy, představuje přípustné napětí pro ohyb a normálovou sílu, zatímco mezní smykové napětí udává přípustné smykové napětí od smyku a kroucení a počítá se jako τmax = fy/√3 (kde fy je mez kluzu). Mezní srovnávací napětí naopak představuje přípustné srovnávací napětí při současném působení několika napětí a stanoví se jako σv = fy. Také můžete použít typ mezního napětí 'Uživatel' pro ruční nastavení mezního napětí, nebo vyberete typ mezního napětí 'Žádné' a výpočet využití napětí se vynechá.

Nyní můžete spustit výpočet a získat výsledky, viz obrázek 6. Napětí vybraná v Konfiguraci pro napětí se vypočítají z definovaných vnitřních sil a jsou k dispozici v navigátoru Výsledky. Průřezové charakteristiky najdete také v tabulce Průřezové charakteristiky. Všechny dostupné výsledky lze dále dokumentovat v tiskovém protokolu (obrázek 7).

Závěrečné poznámky

V samostatném programu RSECTION lze spočítat všechny důležité průřezové charakteristiky včetně mezních plastických vnitřních sil. Pro průřezy z různých materiálů program stanovuje účinné průřezové charakteristiky. Vybrat si můžeme jednu ze dvou metod posouzení: analýzu tenkostěnnou metodou a analýzu metodou konečných prvků. Rozdíl mezi nimi je v tom, které charakteristiky a napětí se pro neoslabený průřez počítají.

Vždy je však třeba dodržet pracovní postup, kdy se nejprve definují zatěžovací stavy, do kterých se uloží vnitřní síly od určitého účinku, a pak se vyberou napětí, která se mají vypočítat a zobrazit. Tak lze pro každý tvar průřezu spočítat napětí od normálové síly, dvouosých ohybových momentů a posouvajících sil, primárního a sekundárního krouticího momentu a deplanačního momentu. Tento pracovní postup představíme podrobněji v některém z našich dalších článků v databázi znalostí.


Autor

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

Odkazy