2160x
001787
17.1.2023

Uzlová uvolnění v programu RFEM 6

Uzlová uvolnění jsou speciální objekty v programu RFEM 6, které umožňují ve statickém modelu rozpojení objektů spojených v určitém uzlu. Uvolnění je řízeno podmínkami typu uvolnění, které mohou mít také nelineární vlastnosti. V tomto článku si ukážeme na praktickém příkladu zadání uzlových uvolnění.

Po zadání uzlových uvolnění program vygeneruje uzly, které patří do různých částí modelu, a mezi těmito uzly vytvoří neviditelný prut. Vnitřní síly jsou stejné jako u prutu s počátkem v původním uzlu a koncem v odpojeném uzlu.

Uzlová uvolnění je vhodné použít hlavně u prutových modelů s nelineární geometrií. Můžeme tak například modelovat křížení nosníků s odlehčujícími silami, posuvné dílčí systémy nebo spojené objekty se zvláštními okrajovými podmínkami.

Jedním z případů, kdy je nutné použít uzlové uvolnění, jsou modely, kde jeden nosník leží na druhém, ale není s ním pevně spojen šrouby nebo svarem. Příkladem může být křížení nosníků na obrázku 2, kde konzolový nosník leží volně na průvlaku.

V tomto případě je nutné zadat uzlové uvolnění, aby se model rozpojil v místě, kde se nosníky kříží. V programu RFEM 6 najdeme uzlová uvolnění v sekci „Speciální objekty“ v navigátoru Data nebo v hlavní nabídce "Vložit" → "Speciální objekty" → "Uzlová uvolnění" → "Dialog" (obrázek 3).

V obou případech se otevře dialog "Nové uzlové uvolnění", jak je znázorněno na obrázku 4. Uzlová uvolnění lze zadat tak, že vybereme místo (uzel), ve kterém se má rozpojit model a vygenerovat uzlové uvolnění. To lze provést v pravém horním rohu dialogu. Poté je třeba v sekci „Uvolněné objekty“ určit pruty, plochy nebo tělesa, která se ve vybraném uzlu rozpojí. To můžete provést buď zadáním jejich čísla, nebo pomocí tlačítka „Vybrat v grafice“ a definovat objekty graficky v pracovním okně.

V tomto konkrétním příkladu vybereme pro uvolnění pruty 3 a 4 (tj. horní nosník). RFEM pak vygeneruje kopii vybraného uzlu na stejném místě. V seznamu v sekci „Generování uvolnění“ je třeba určit, zda se má uvolnění (kloub) umístit do „původního uzlu“ nebo „uvolněného uzlu“. Toto nastavení udává, která část kloubu v modelu se deformuje, což ovlivňuje výsledky.

Dále musíte zadat příslušné podmínky pro uzlové uvolnění. Stupně volnosti v uzlu jsou řízeny typem uzlového uvolnění (obrázek 5), který popisuje vlastnosti kloubu. Tyto vlastnosti řídí přenos deformací (a tím i vnitřních sil a momentů) mezi původním uzlem a jeho kopií. Typ uzlového uvolnění lze zadat v příslušném dialogu, který je přístupný pomocí tlačítka „Vytvořit nový typ uvolnění“ na obrázku 4 nebo pomocí položky „Typy uzlových uvolnění“ v navigátoru Data v sekci „Typy pro speciální objekty“.

Jak ukazuje obrázek 5, podmínky typu uvolnění jsou rozděleny do tří „translačních“ stupňů volnosti a jednoho „rotačního“ uvolnění. Vlastnosti kloubu se vztahují k osám prutů nebo linií. Zaškrtnutím příslušné osy určíte, že je možné posunutí nebo natočení pro příslušný směr. Poté můžeme upravit konstantu translační nebo rotační tuhosti a ve sloupci „Nelinearita“ zadat případné nelineární vlastnosti.

Před potvrzením vytvoření typu uzlového uvolnění je třeba ověřit, ke kterému souřadnému systému se posunutí a natočení vztahují. To lze zadat v sekci „Souřadný systém“ v dialogu „Typ uvolnění uzlu“, kde můžete vybrat jeden z následujících osových systémů: lokální osový systém (x,y,z), globální souřadný systém (X,Y,Z) nebo můžete definovat vlastní nový souřadný systém.

Pokud se kloub vztahuje k lokálnímu souřadnému systému, zobrazí se také sekce dialogu „Lokální osový systém“ (obrázek 5), v němž je možné definovat prut nebo linii (podle toho, co jste vybrali v seznamu), který bude sloužit jako reference.

Závěr

Zadání uzlových uvolnění je vhodné zejména pro modely prutů s nelineární geometrií. V programu RFEM 6 je najdete pod „Speciálními objekty“ a můžete je použít pro modelování křížení nosníků s odlehčujícími silami, posuvné dílčí systémy nebo spojené objekty se zvláštními okrajovými podmínkami. Zadáním uzlového uvolnění je možné ve statickém modelu konstrukce rozpojit objekty spojené v určitém uzlu. Uzlové uvolnění předpokládá zadání kloubu s odpovídajícími vlastnostmi, které mohou být i nelineární.


Autor

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

Odkazy