Přerušení výpočtu z důvodu nestability systému může mít různé příčiny. Na jedné straně může poukazovat na „skutečnou“ nestabilitu v důsledku přetížení systému, na druhé straně však mohou být příčinou této chybové zprávy také nepřesnosti v modelování. Níže je uveden možný postup pro zjištění příčiny nestability.
1. Kontrola modelování
Nejprve je třeba zkontrolovat, zda je systém z hlediska modelování v pořádku. K tomu lze použít kontroly modelu, které jsou k dispozici v programu RFEM 5 / RSTAB 8 (Nástroje → Kontrola modelu). Pomocí těchto možností lze například najít identické uzly a překrývající se pruty a případně je odstranit.
Dále lze konstrukci vypočítat například pod čistou vlastní tíhou v zatěžovacím stavu podle teorie I. řádu. Pokud jsou zde zobrazeny výsledky, je konstrukce z hlediska modelování stabilní. Pokud tomu tak není, jsou níže uvedeny nejčastější příčiny (viz také video „Kontrola modelu“ v sekci „Stahování“):
Nesprávná definice podpor / chybějící podpory
To může vést k nestabilitě, protože systém není udržován ve všech směrech. Proto je nutné, aby podporové podmínky byly v rovnováze se systémem i s vnějšími okrajovými podmínkami. Staticky nedostatečně určité systémy mohou také vést k přerušení výpočtu z důvodu nedostatečných okrajových podmínek.
Kroucení prutů kolem vlastní osy
Pokud se pruty kroutí kolem vlastní osy, tj. prut není podepřen kolem vlastní osy, může to vést k nestabilitě. Příčinou jsou často nastavení kloubů na konci prutu. Může se stát, že byly zavedeny torzní klouby na počátečním i koncovém uzlu. Na začátku výpočtů však na tuto skutečnost upozorní informační okno.
Chybějící spojení prutů
Zejména u větších a složitějších modelů se může rychle stát, že některé pruty nejsou spojeny a „visí ve vzduchu“. K nestabilitě může vést také opomenutí křížících se prutů, které by se měly protínat. Pomocí kontroly modelu „Křížící se nespojené pruty“ lze vyhledat pruty, které se kříží, ale nemají společný uzel v průsečíku.
Žádný společný uzel
Uzly se zdají být na stejném místě, ale při bližším pohledu se od sebe minimálně liší. Častou příčinou jsou importy z CAD, které lze však pomocí kontroly modelu odstranit.
Vznik řetězce kloubů
Příliš mnoho kloubů na konci prutu v jednom uzlu může způsobit vznik řetězce kloubů, který vede k přerušení výpočtu. Pro každý uzel lze definovat pouze n-1 kloubů se stejným stupněm volnosti vzhledem k globálnímu souřadnému systému, kde „n“ je počet připojených prutů. Totéž platí i pro liniové klouby.
2. Kontrola vyztužení
Chybějící vyztužení také vede k přerušení výpočtu v důsledku nestability. Proto je vždy nutné zkontrolovat, zda je nosná konstrukce dostatečně vyztužena ve všech směrech.
3. Numerické problémy
Tento bod je znázorněn na obrázku 08. Jedná se o kloubový rám, který je vyztužen tahovými pruty. Kvůli zkrácení ramen v důsledku svislých zatížení jsou tahové pruty v prvním výpočtu zatíženy malými tlakovými silami. Jsou odstraněny ze systému (protože mohou být zatíženy pouze tahem). Ve druhém výpočtu je model bez těchto tažených prutů nestabilní. Existuje několik možností, jak tento problém vyřešit. Můžete taženým prutům přiřadit předpětí (zatížení prutu), aby se „eliminovaly“ malé tlakové síly, přiřadit prutům malou tuhost nebo pruty postupně odstranit z výpočtu (viz obrázek 08).
4. Hledání příčiny nestability
Automatická kontrola modelu s grafickým výstupem
Pro grafické zobrazení příčiny nestability můžete použít modul RF-STABIL (pro RFEM 5) nebo doplňkový modul Stabilita konstrukce (pro RFEM 6). Pomocí volby „Stanovit vlastní tvar nestabilního modelu“ (viz obrázek 09) nebo „Spočítat bez zatěžování pro kontrolu stability pomocí vlastních tvarů“ lze spočítat zdánlivě nestabilní systémy. Na základě údajů o konstrukci se provede analýza vlastních čísel, takže výsledkem je grafické zobrazení nestability dotčeného konstrukčního dílu.
Problém rozvětvení
Pokud lze zatížení nebo kombinace zatížení vypočítat podle teorie I. řádu a výpočet se zvyšuje až od teorie II. řádu, jedná se o problém stability (součinitel kritického zatížení menší než 1,00). Součinitel kritického zatížení udává, jakým faktorem je třeba zatěžování vynásobit, aby se model pod příslušným zatížením stal nestabilním (např. aby vybočil). Z toho vyplývá: Součinitel kritického zatížení menší než 1,00 znamená, že systém je nestabilní. Pouze kladný součinitel kritického zatížení větší než 1,00 umožňuje tvrzení, že zatěžování v důsledku daných normálových sil vynásobených tímto faktorem vede ke vzpěrnému porušení stabilního systému. Pro nalezení „slabého místa“ se doporučuje následující postup, který vyžaduje modul RSKNICK (RSTAB 8) nebo RF-STABIL (RFEM 5) resp. doplňkový modul Stabilita konstrukce (RFEM 6 / RSTAB 9) (viz také video „Problém rozvětvení“ v sekci „Stahování“).
Nejprve je třeba snížit zatížení příslušné kombinace zatížení tak dlouho, dokud se kombinace zatížení nestane stabilní. Jako pomůcka slouží součinitel zatížení v parametrech výpočtu kombinace zatížení. To odpovídá také ručnímu stanovení součinitele kritického zatížení, pokud nejsou k dispozici výše uvedené moduly nebo doplňkové moduly. U čistě lineárních prvků konstrukce může stačit vypočítat kombinaci zatížení podle teorie I. řádu a přímo ji vypočítat v přídavném modulu nebo nechat stanovit pružnou kritickou sílu pomocí doplňkového modulu. Na základě grafického vzpěru nebo Beulfova diagramu této kombinace zatížení můžete případně najít „slabé místo“ v systému a přijmout nápravná opatření. Aby bylo možné kromě globálních vlastních tvarů získat také lokální tvary porušení prutů, je třeba v modulu RF-STABIL (RFEM 5) aktivovat dělení prutů nebo v modulu RSKNICK (RSTAB 8) nastavit dělení pro příhradové pruty na minimálně „2“. Pro doplňkový modul Stabilita konstrukce (RFEM 6 / RSTAB 9) je třeba zkontrolovat, zda je aktivováno dělení prutů pro pruty.
Viz odkazy pod těmito FAQ.
