Konfigurace prutů a ploch pro Analýzu napětí-přetvoření

Pomocí addonu Analýza napětí-přetvoření v programech RFEM 6 a RSTAB 9 lze provést obecnou analýzu napětí, v které se vypočítají skutečná napětí a porovnají se s mezními napětími. Addon také umožňuje stanovit přetvoření pro plochy a tělesa nebo automaticky optimalizovat průřezy či tloušťky s následnou aktualizací upravených průřezů nebo tlouštěk ploch v modelu.

Addon Analýza napětí-přetvoření lze aktivovat v Základních údajích modelu (obrázek 1). Po aktivaci addonu se navigátor, tabulky a dialogy rozšíří o nové položky, které jsou plně integrovány do uživatelského prostředí programu RFEM/RSTAB.

V tomto příspěvku si ukážeme na praktickém příkladu, jak zadávat vstupní údaje pro konfiguraci prutů a ploch a provést analýzu napětí-přetvoření v programu RFEM 6. Analýza napětí-přetvoření bude provedena pro segment membránové střechy stadionu, který je znázorněn na obrázku 2. Lze tak zkontrolovat, zda jeho prvky (které byly předem namodelovány v programu) splňují požadavky posouzení, nebo zda je třeba změnit jejich vlastnosti (např. průřez, materiál, tloušťku atd.).

Jak jsme již zmínili, objekty kategorie Analýza napětí-přetvoření jsou k dispozici jak v navigátoru, tak v tabulce pro zadání vstupních údajů pro posouzení. Lze tak zkontrolovat posuzované objekty, jejich materiály a průřezy. Pro jednotlivé vybrané objekty lze definovat také vlastní konfigurace, kde lze zadat mezní hodnoty a další možnosti posouzení.

Vzhledem k tomu, že se tento model skládá z prutů a ploch, jsou v nastavení pro analýzu napětí-přetvoření k dispozici specifické tabulky pro každý z těchto typů objektů. Nastavení konfigurace je přístupné pomocí ikony 'Otevřít dialog pro úpravu' (obrázek 3), v němž můžete vytvořit různé typy pro každou konfiguraci posouzení a přiřadit příslušnou konfiguraci každému objektu.

Nejdříve vytvoříme novou konfiguraci prutu na základě standardních hodnot vybrané návrhové normy. K tomu slouží tlačítko 'Vytvořit novou konfiguraci' umístěné pod seznamem, který ukazuje všechny konfigurace tohoto mezního stavu dostupné v modelu. Protože dosud nebyla definována žádná konfigurace, je tento seznam prázdný (obrázek 4). V záložce 'Základní údaje' dialogu je možné začít s definováním posouzení tak, že vyberete napětí, která se mají počítat, a zadáte mezní napětí pro porovnání. Můžete například vybrat mezi omezením normálového, smykového nebo srovnávacího napětí nebo zadáním uživatelsky definovaného mezního napětí. V našem příkladu vybereme pro výpočet srovnávací napětí podle von Misese, přičemž v pravé části dialogu vidíme příslušný vzorec.

Další možnosti týkající se posouzení najdete v záložce 'Speciální možnosti' zobrazené na obrázku 5. Tak je možné upravit váhové součinitele normálového a smykového napětí v Misesově srovnávacím napětí zadáním součinitelů k_σx a k_τ. Pokud na horní pásnici nosníků působí příčná zatížení, lze excentricky působící příčná zatížení také zohlednit zjednodušenou metodou pro I-profily, kde ohybový moment M_z zcela působí na horní pásnici pro každý válcovaný nebo parametricky symetrický I-profil návrhového případu.

Jakmile je konfigurace zadána, můžete ji přiřadit příslušným objektům pomocí tlačítka 'Vybrat v grafice' v dialogu vpravo nahoře nebo přímo ve vstupní tabulce Analýzy napětí-přetvoření pro příslušnou konfiguraci (obrázek 6). Kromě toho lze vytvořit více konfigurací a přiřadit je různým objektům. Zadání v konfiguraci platí pro všechny objekty, kterým je tato konfigurace přiřazena. Pokud se objektu, který má být posouzen, nepřiřadí žádná konfigurace, neprovedou se pro tento objekt žádná posouzení.

Konfigurace pro posouzení se také zobrazí v dialogu pro úpravu jednotlivých prutů, jak je znázorněno na obrázku 7. Přiřazení lze provést v dialogu v záložce Konfigurace, kde je možné vybrat stávající konfiguraci ze seznamu, pomocí tlačítka 'Vytvořit novou konfiguraci' vytvořit novou konfiguraci nebo pomocí tlačítka 'Vybrat v grafice' graficky vybrat jiný objekt, ze kterého se importuje příslušná konfigurace. Úpravu vybrané konfigurace lze uskutečnit pomocí tlačítka 'Upravit konfiguraci'.

Stejným způsobem lze definovat konfigurace ploch pomocí tabulky Analýza napětí-přetvoření nebo dialogu pro úpravu konkrétních ploch. I zde je možné vybrat napětí pro výpočet a zadat mezní napětí jako na obrázku 8. Chcete-li zadat uživatelsky definované mezní napětí, vyberte typ mezního napětí 'Uživatel'. Tím se zpřístupní pole 'Uživatelské mezní napětí', v němž lze zadat požadované hodnoty.

Další nastavení pro Analýzu napětí-přetvoření popíšeme v připravovaných odborných článcích Databáze znalostí. Nicméně pokud provedeme výpočet s výše zadanou konfigurací prutů a ploch, dostaneme výsledky jako na obrázku 9.

Výsledky jsou k dispozici v grafické i tabulkové podobě. Konkrétní výsledky, které se mají zobrazit, můžete vybrat v navigátoru Výsledky, zatímco podrobné výsledky pro pruty a plochy najdete v tabulce Analýza napětí-přetvoření. Lze tak zkontrolovat, zda prvky splňují požadavky posouzení, nebo zda je třeba je upravit, např. jejich průřez, materiál, tloušťku atd.

3D model

• 3D prohlížeč | Google
• 3D prohlížeč | Babylon
• Virtuální realita

Model | Segment membránové střechy stadionu