- Zohlednění 7 lokálních směrů deformace (ux, uy, uz, φx, φy, φz, ω) a 8 vnitřních sil (N, Vu, Vv, Mt,pri, Mt,sec, Mu, Mv, Mω) při výpočtu prutových prvků
- Lze použít v kombinaci se statickým výpočtem analýzy I., II. a III. řádu (přitom lze zohlednit také imperfekce)
- V kombinaci s addonem Stabilita konstrukce stanovení kritických součinitelů zatížení a vlastních tvarů pro případy se vzpěrem zkroucením a klopením
- Zohlednění čelních desek a příčných výztuh jako deplanačních pružin při výpočtu I-profilů s automatickým stanovením a grafickým zobrazením deplanační tuhosti
- Grafické zobrazení deplanace průřezu prutů v tvaru deformace
- Úplná integrace do programů RFEM a RSTAB
Výpočet vázaného kroucení provedete na celém systému. Přitom zohledníte přídavný 7. stupeň volnosti pro výpočet prutů. Automaticky se tak uvažují tuhosti připojených konstrukčních prvků. Není tudíž třeba definovat náhradní tuhosti ani podporové podmínky u dílčích systémů.
Vnitřní síly z výpočtu s vázaným kroucením pak můžete použít v addonech pro posouzení. Deplanační bimoment a sekundární krouticí moment se zohledňují v závislosti na materiálu a zvolené normě. Typicky se uplatňuje posouzení stability s účinky druhého řádu a s imperfekcemi v ocelových konstrukcích.
Věděli jste, že...? Použití se neomezuje pouze na tenkostěnné ocelové průřezy. Možný je také výpočet kritického momentu při klopení dřevěných nosníků s masivním průřezem.
- Obecné analýzy napětí
- Automatické převzetí vnitřních sil z hlavního programu RFEM/RSTAB
- Výsledky napětí, přetvoření, vůlí a využití graficky i číselně plně integrované v programu RFEM/RSTAB pro všechny komponenty
- Uživatelské zadání mezního napětí
- Souhrn podobných konstrukčních prvků pro posouzení
- Široká škála možností nastavení grafických výstupů
- Přehledné tabulky výsledků pro rychlý přehled po posouzení
- Jednoduchá ověřitelnost výsledků díky kompletní dokumentaci metody výpočtu včetně všech vzorců
- Vysoká produktivita díky minimálnímu požadovanému množství vstupních dat
- Flexibilita na základě podrobného nastavení postupů a rozsahu výpočtu
- Zobrazení šedé oblasti pro nedůležité rozsahy hodnot (k funkci produktu)
- Optimalizace průřezu
- Možnost importu optimalizovaných průřezů do programu RFEM/RSTAB
- Posouzení libovolného tenkostěnného průřezu z RSECTION
- Zobrazení průběhu napětí na průřezu
- Stanovení normálových, smykových a srovnávacích napětí
- Složky napětí pro jednotlivé druhy vnitřních sil prutu
- Detailní výsledky napětí ve všech napěťových bodech
- Stanovení největšího Δσ pro každý napěťový bod (např. pro posouzení únavy)
- Barevné zobrazení napětí a využití pro rychlý přehled o kritických nebo předimenzovaných oblastech
- Výkazy materiálu
- Určení hlavních a základních napětí, membránových a smykových napětí a také srovnávacích napětí a srovnávacích membránových napětí
- Analýza napětí téměř libovolně tvarovaných konstrukčních dílců
- Srovnávací napětí podle různých hypotéz:
- Energetická hypotéza (von Mises)
- Hypotéza max. smykového napětí (Tresca)
- Hypotéza max. hlavního napětí (Rankine)
- Hypotéza maximálních poměrných deformací (Bach, St. Venant)
- Možnost optimalizace tloušťky ploch a převzetí údajů do programu RFEM
- Zobrazení výsledků přetvoření
- Diferencované výsledky jednotlivých složek napětí a využití napětí v tabulkách výsledků a v grafice
- Funkce pro filtrování těles, ploch, linií a uzlů v tabulkách
- Příčná smyková napětí podle Mindlina, Kirchhoffa nebo uživatelem zadaných údajů
- Vyhodnocení napětí pro svary na liniích spojů mezi plochami (k funkci produktu)
Jakmile je posouzení dokončené, zobrazí program jasné výsledky. Program vám zobrazí maximální napětí a využití přehledně seřazená podle průřezů, prutů/ploch, těles, sad prutů, míst x atd. Kromě výsledků v tabulkách vám addon vždy zobrazí odpovídající grafické znázornění průřezů s napěťovými body, průběhem napětí a hodnotami. Stupeň využití můžete vztáhnout k libovolnému druhu napětí. Právě zvolené místo máte vyznačeno na RFEM/RSTAB modelu.
Kromě tabulkového vyhodnocení vám program nabízí ještě více. Napětí a využití můžete zkontrolovat také graficky na RFEM/RSTAB modelu. Přiřazenou stupnici barev a hodnot přitom můžete upravovat.
Zobrazení průběhu výsledků na prutu nebo sadě prutů vám umožňuje cílené vyhodnocení. U každého posuzovaného místa můžete překontrolovat průřezové charakteristiky a složky napětí v každém napěťovém bodě. Nakonec máme možnost vytisknout příslušné grafické znázornění napětí se všemi detaily.
- Použití addonu pro posouzení můžete aktivovat nebo deaktivovat v základních údajích modelu v záložce Addony
- Po aktivaci addonu se uživatelské prostředí v programu RFEM rozšíří o nové položky v navigátoru, v tabulkách a dialozích
- Automatické zohlednění hmoty od vlastní tíhy
- Přímý import hmot ze zatěžovacích stavů nebo kombinací zatížení
- Možnost zadat přídavné hmoty (na uzlech, liniích, prutech, plochách a dále setrvačné hmoty) přímo v zatěžovacích stavech
- Možnost zanedbání hmot (např. hmoty základů)
- Kombinace hmot v různých zatěžovacích stavech a kombinacích zatížení
- Přednastavené kombinační součinitele pro různé normy (EC 8, SIA 261, ASCE 7 atd.)
- Možnost importu z počátečních stavů (např. pro zohlednění předpětí a imperfekce)
- Úprava konstrukce
- Možnost zohlednit neúčinné podpory nebo pruty/plochy/tělesa
- Možnost zadat více modálních analýz (např. s cílem analyzovat různé hmoty nebo změny tuhostí)
- Výběr typu matice hmotnosti (diagonální, konzistentní, jednotková matice) včetně uživatelsky definovaných translačních a rotačních stupňů volnosti
- Metody stanovení počtu vlastních tvarů (uživatelské zadání, automaticky - pro dosažení faktorů účinných modálních hmot, automaticky - pro dosažení maximální vlastní frekvence - k dispozici pouze v programu RSTAB)
- Stanovení vlastních tvarů a hmot v uzlech nebo bodech sítě prvků
- Výsledky vlastních čísel, úhlových frekvencí, vlastních frekvencí a period
- Zobrazení výsledných modálních hmot, účinných modálních hmot, součinitelů modálních hmot a podílových součinitelů
- Tabulkové a grafické zobrazení hmot v bodech sítě
- Zobrazení a animace vlastních tvarů
- Různé možnosti úprav vlastních tvarů
- Dokumentace číselných a grafických výsledků v tiskovém protokolu
V nastavení pro modální analýzu musíte zadat všechny údaje, které jsou nutné pro stanovení vlastních frekvencí. Patří sem například například údaje o hmotách a řešič vlastních čísel.
Add-on Modální analýza stanovuje nejmenší vlastní čísla konstrukce. Buď upravíte počet vlastních čísel sami, nebo se stanoví automaticky. Tím byste měli dosáhnout buď faktorů účinných modálních hmot, nebo maximálních vlastních frekvencí. Hmoty se importují přímo ze zatěžovacích stavů nebo kombinací zatížení. Máte možnost zohlednit plné zatížení, složky zatížení v globálním směru Z nebo pouze složku zatížení ve směru gravitace.
Přídavné hmoty můžete ručně definovat na uzlech, liniích, prutech nebo plochách. Dále můžete matici tuhosti ovlivnit tím, že ze zatěžovacího stavu nebo z kombinace zatížení importujete normálové síly nebo úpravy tuhosti.
V programu RFEM máte dispozici tyto tři výkonné řešiče vlastních čísel:
- Kořen charakteristického polynomu
- Lanczosova metoda
- Iterace podprostoru
RSTAB oproti tomu nabízí tyto dva řešiče vlastních čísel:
- Iterace podprostoru
- Inverzní silová metoda s posunem (Shifted inverse iteration)
Volba řešiče vlastních čísel závisí především na velikosti vašeho modelu.
Jakmile program ukončí výpočet, zobrazí se vám v seznamu vlastní čísla, frekvence a periody. Tyto tabulky výsledků jsou součástí hlavního programu RFEM/RSTAB. Všechny vlastní tvary konstrukce najdete uspořádány v tabulce a máte dále možnost je zobrazit graficky nebo jako animaci.
Všechny tabulky výsledků a grafiky jsou součástí tiskového protokolu programu RFEM/RSTAB. Budete tak mít zaručenou přehledně uspořádanou dokumentaci. Navíc můžete tabulky exportovat do aplikace MS Excel.
- Použití umělé inteligence (AI): Optimalizace rojem částic (PSO)
- Optimalizace konstrukce podle minimální hmotnosti nebo deformace
- Použití libovolného počtu optimalizačních parametrů
- Zadání rozsahu proměnných
- Optimalizace průřezů a materiálů
- Typy zadání parametrů
- Optimalizace | Vzestupně nebo Optimalizace | Sestupně
- Použití parametrických modelů a bloků
- Parametrizace bloků pomocí kódu v JavaScriptu
- Optimalizace se zohledněním výsledků posouzení
- Tabulkové zobrazení nejlepších modelových mutací
- Zobrazení mutací modelu v procesu optimalizace v reálném čase
- Odhad nákladů na model zadáním jednotkových cen
- Stanovení potenciálu globálního oteplování GWP při realizaci modelu odhadem ekvivalentu CO2
- Zadání jednotek podle hmotnosti, objemu nebo plochy (cena a CO2 ekv)
Věděli jste, že...? Optimalizací konstrukce se v programech RFEM nebo RSTAB završí parametrické zadání. Je to paralelní proces vedle vlastního výpočtu modelu se všemi jeho běžnými zadáními pro výpočet a posouzení. Addon přitom vychází z toho, že váš model nebo blok je vytvořen parametricky a je v celém rozsahu řízen globálními řídicími parametry typu „optimalizace“. Těmto řídicím parametrům je přiřazena dolní a horní mez a velikost kroku k vymezení rozsahu optimalizace. Pro nalezení optimálních hodnot řídicích parametrů musíte zadat optimalizační kritérium (např. minimální celková hmotnost) s výběrem optimalizační metody (např. optimalizace rojem částic).
Nastavení odhadu nákladů a emisí CO2 naleznete již v definici materiálů. Obě možnosti můžete aktivovat jednotlivě v každé definici materiálu. Odhad je založen na jednotkových nákladech nebo jednotkových emisích pro pruty, plochy a tělesa. Tyto jednotky přitom můžete zadat pro hmotnost, objem nebo plochu.
Pro proces optimalizace máte k dispozici dvě metody pro nalezení optimálních hodnot parametrů podle kritéria hmotnosti nebo deformace.
Nejúčinnější metodou při krátké době výpočtu je přírodou inspirovaná optimalizace rojem částic (PSO). Už jste o ní slyšeli nebo četli? Tato technika umělé inteligence (AI) vychází z analogie s chováním rojů nebo hejn zvířat při hledání místa odpočinku. V takových rojích najdete mnoho jedinců (v optimalizaci např. hmotnost), kteří rádi zůstávají ve skupině a následují skupinu. Předpokládejme, že každý jednotlivý člen roje má potřebu odpočívat na optimálním místě (nejlepší řešení - např. nejnižší hmotnost). Tato potřeba se s přiblížením k místu odpočinku zvyšuje. Chování roje je tak ovlivněno také vlastnostmi prostoru (viz diagram výsledků).
Proč zrovna exkurze do biologie? Je to prosté - proces PSO v programu RFEM nebo RSTAB probíhá podobně. Průběh výpočtu začíná optimalizačním výsledkem náhodného přiřazení optimalizovaných parametrů. Přitom se opakovaně stanovují nové optimalizační výsledky s různými hodnotami parametrů, které vycházejí ze zkušeností s dřívějšími modelovými mutacemi. Tento proces pokračuje, dokud není dosaženo zadaného počtu možných mutací modelu.
Kromě této metody máte v programu k dispozici metodu dávkového zpracování. Tato metoda se pokouší zkontrolovat všechny možné modelové mutace náhodným zadáním hodnot pro optimalizační parametry, dokud není dosaženo stanoveného počtu možných modelových mutací.
Obě metody kontrolují po výpočtu mutace modelu také pokaždé aktualizované výsledky posouzení z addonů. Dále uloží variantu s příslušným výsledkem optimalizace a přiřazením hodnot optimalizačních parametrů, pokud je využití <1.
Odhadované celkové náklady a emise můžete stanovit z příslušných součtů jednotlivých materiálů. Součty materiálů se skládají z dílčích součtů prutových, plošných a objemových prvků na základě hmotnosti, objemu a plochy.
Obě optimalizační metody mají jedno společné. Na konci procesu vám poskytnou seznam mutací modelu z uložených dat. Zde najdete podrobnosti o výsledku optimalizace a přiřazení hodnot optimalizovaným parametrům. Tento seznam je uspořádán sestupně. Předpokládané nejlepší řešení najdete nahoře. Tento výsledek optimalizace se stanoveným přiřazením se nejvíce blíží optimalizačnímu kritériu. Všechny výsledky addonu mají využití <1. Program dále po dokončení analýzy nastaví hodnoty z optimálního řešení u optimalizačních parametrů v globálním seznamu parametrů.
V dialogu Upravit materiál najdete záložky "Odhad nákladů" a "Odhad emisí CO2". Zobrazí se vám zde jednotlivé odhadované součty pro přiřazené pruty, plochy a objemy na jednotku hmotnosti, objemu a plochy. Kromě toho se v těchto záložkách zobrazují celkové náklady a emise všech přiřazených materiálů. Získáte tak dobrý přehled o svém projektu.
Ve srovnání s přídavným modulem RF-/STEEL Warping Torsion (RFEM 5 / RSTAB 8) obsahuje addon Vázané kroucení (7 stupňů volnosti) pro RFEM 6 / RSTAB 9 následující nové funkce:
- Úplná integrace do prostředí programů RFEM 6 a RSTAB 9
- 7. stupeň volnosti se zohledňuje přímo při výpočtu prutů v programu RFEM/RSTAB na celém systému
- Pro výpočet na zjednodušených náhradních systémech již není nutné definovat podporové podmínky nebo tuhosti pružin
- Možnost kombinace s dalšími addony, například pro výpočet kritických zatížení pro vzpěr zkroucením a klopení s addonem Stabilita konstrukce
- Bez omezení na tenkostěnné ocelové průřezy (možný je také výpočet kritického momentu při klopení u dřevěných nosníků s masivním průřezem)
Ve srovnání s přídavným modulem RF-/DYNAM Pro - Natural Vibrations (RFEM 5 / RSTAB 8) jsou v addonu Modální analýza pro RFEM 6 / RSTAB 9 přidány následující nové funkce:
- Přednastavené kombinační součinitele pro různé normy (EC 8, ASCE atd.)
- Možnost zanedbání hmot (např. hmoty základů)
- Metody stanovení počtu vlastních tvarů (uživatelské zadání, automaticky - pro dosažení faktorů účinných modálních hmot, automaticky - pro dosažení maximální vlastní frekvence)
- Zobrazení výsledných modálních hmot, účinných modálních hmot, součinitelů modálních hmot a podílových součinitelů
- Tabulkové a grafické zobrazení hmot v bodech sítě
- Různé možnosti změny měřítka pro vlastní tvary v navigátoru výsledků
Ve srovnání s přídavným modulem RF-/STEEL (RFEM 5 a RSTAB 8) obsahuje addon Analýza napětí-přetvoření pro RFEM 6 a RSTAB 9 následující nové funkce:
- Analýza prutů, ploch, těles, svarů (liniové svary mezi dvěma nebo třemi plochami s následným posouzením napětí)
- Výsledky pro napětí, poměry napětí, rozkmity napětí a přetvoření
- Mezní napětí v závislosti na přiřazeném materiálu nebo na zadání uživatelem
- Individuální výběr výsledků, které se mají spočítat, pomocí volně přiřaditelných typů nastavení
- Nemodální detaily výsledků s připraveným zobrazením vzorců a dále zobrazení výsledků na úrovni průřezu prutů
- Výstup vzorců použitých pro posouzení
Jistě si myslíte, že právě náklady jsou důležitým faktorem při plánování každého projektu. Ale i dodržování emisních předpisů je důležité. Dvoudílný addon Optimalizace & odhad nákladů / Odhad emisí CO2 vám usnadní orientaci v džungli norem a možností. Addon pro vás nalezne vhodné parametry pro splnění obvyklých optimalizačních kritérií pro parametrické modely a bloky pomocí umělé inteligence (AI) optimalizací rojem částic (PSO). Dále tento addon odhaduje náklady nebo emise CO2 z jednotkových nákladů nebo jednotkových emisí zadaných v definici materiálu pro statický model. S tímto addonem jste na bezpečné straně.
Pro zadání hmot pro modální analýzu máte několik možností. Zatímco hmoty vlastní tíhy se zohledňují automaticky, zatížení a hmoty lze zohlednit přímo v zatěžovacím stavu pro modální analýzu. Potřebujete více možností? Vyberte, zda se mají hmoty konvertovat jako plná zatížení, složky zatížení v globálním směru Z nebo pouze složky zatížení ve směru gravitace.
Program vám nabízí dodatečnou nebo alternativní možnost pro převod hmot: ruční zadání kombinací zatížení, ze kterých se zohledňují hmoty v modální analýze. Vybrali jste si návrhovou normu? Následně lze vytvořit návrhovou situaci pomocí kombinace typu zemětřesení hmota. Program tak automaticky spočítá situaci s hmotami pro modální analýzu podle požadované normy. Jinými slovy: program vytvoří kombinaci zatížení na základě předem nastavených kombinačních součinitelů podle vybrané normy. Ta obsahuje hmoty pro modální analýzu.
Mají se kromě statických zatížení uvažovat i jiná zatížení jako hmoty? Program vám to umožňuje pro zatížení na uzly, pruty, linie a plochy. Nejdříve musíte při zadávání požadovaného zatížení vybrat jako typ zatížení Hmotnost. Pro taková zatížení definujte hmotnost nebo komponenty hmoty ve směru X, Y a Z. Pro hmoty v uzlech můžete také zadat momenty setrvačnosti X, Y a Z pro modelování složitějších hmotných bodů.
Hmoty je často třeba zanedbat. To platí zejména v případech, kdy je výstupem modální analýzy seizmická analýza. V té je pro výpočet zapotřebí 90% účinné modální hmoty v každém směru. Můžete tak zanedbat hmoty ve všech pevných uzlových a liniových podporách. Program za vás deaktivuje příslušné hmoty automaticky.
Objekty, jejichž hmoty se mají pro modální analýzu zanedbat, můžete také vybrat ručně. Poslední možnost je pro lepší představu na obrázku. Je zde nastaveno uživatelské zadání a objekty a jejich příslušné složky hmoty jsou vybrány pro zanedbání hmot.
Při zadávání vstupních údajů pro zatěžovací stav typu modální analýza lze zohlednit zatěžovací stav, jehož tuhosti představují výchozí polohu pro modální analýzu. Jak to uděláte? Vyberte, jako na obrázku, možnost 'Uvážit počáteční stav z...'. Otevřete dialog 'Nastavení pro počáteční stav' a vybereme Tuhost jako typ počátečního stavu. V tomto zatěžovacím stavu, od kterého se bere počáteční stav, můžete zohlednit tuhost konstrukce s neúčinnými tahovými pruty. Cíl toho všeho: tuhost z tohoto zatěžovacího stavu se zohlední při modální analýze. To vám dává jednoznačně flexibilnější systém.
Už to vidíte na obrázku: Při zadávání zatěžovacího stavu typu modální analýza lze zohlednit také imperfekce. Jako typy imperfekcí, které můžete použít v modální analýze, lze uvést fiktivní zatížení ze zatěžovacího stavu, počáteční naklonění pomocí tabulky, statickou deformaci, tvar vybočení, dynamický vlastní tvar a skupinu imperfekčních stavů
Věděli jste, že...? V zatěžovacích stavech typu modální analýza můžete snadno definovat změny konstrukce. Můžete tak například individuálně upravit tuhosti materiálů, průřezů, prutů, ploch, kloubů a podpor. Tuhosti můžete upravovat také pro některé addony pro posouzení. Jakmile vyberete objekty, jejich tuhosti se přizpůsobí typu objektu. Můžete je tak definovat v samostatných záložkách.
Chcete ve své modální analýze simulovat neúčinnost objektu, například sloupu? I to je bez problémů možné. Jednoduše přejděte do dialogu Upravit změnu konstrukce, v kterém vybrané objekty deaktivujete.
Je vaším cílem určit počet vlastních tvarů? Program vám k tomu nabízí dvě možnosti. První z nich je vaše zadání počtu nejmenších vlastních tvarů, které se mají vypočítat. V takovém případě počet dostupných vlastních tvarů závisí na stupních volnosti (tzn. na počtu volných hmotných bodů vynásobených počtem směrů, v nichž hmoty působí). Je však omezen na 9999. Další možností je nastavit maximální vlastní frekvenci tak, aby se vlastní tvary vytvářely automaticky až do dosažení nastavené vlastní frekvence.
Je výpočet kompletní? Výsledky modální analýzy jsou pro vás k dispozici jak graficky, tak v tabulkách. Nechte si zobrazit výsledkové tabulky pro zatěžovací stav(y) Modální analýzy. Tak se můžete podívat na vlastní čísla, vlastní úhlové frekvence, vlastní frekvence a vlastní periody konstrukce. Přehledně se zobrazí také efektivní modální hmoty, součinitele modálních hmot a součinitele kombinace.
Objevili jste již tabulkové a grafické zobrazení hmot v bodech sítě? Ano, to je také jeden z výsledků modální analýzy v programu RFEM 6. Tímto způsobem zkontrolujete importované hmoty, které závisí na různých nastaveních modální analýzy. Lze je zobrazit v záložce Hmoty v bodech sítě ve výsledkové tabulce. Tabulka vám poskytuje přehled následujících výsledků: hmota - posuvný směr (mX, mY, mZ), hmota - rotační směr (mφX, mφY, mφZ) a součet hmot. Bylo by pro vás nejlepší mít co nejdříve grafické vyhodnocení? Hmoty můžete také zobrazit v bodech sítě také graficky.
Již víte, že výsledky zatěžovacího stavu typu modální analýzu se po úspěšném výpočtu zobrazí v programu. První vlastní tvar tak můžete okamžitě vidět graficky nebo jako animaci. Zobrazení normování vlastních tvarů přitom můžete snadno upravit. To lze provést přímo v navigátoru Výsledky, kde vyberete jednu ze čtyř možností pro vizualizaci vlastních tvarů:
- normování hodnoty vektoru vlastního tvaru uj na 1 (zohlední pouze složky posunu)
- výběr maximální složky posunu vlastního vektoru a nastavení na 1
- zohlednění celého vlastního tvaru (včetně složek natočení), vyběr maxima a nastavení na 1
- nastavení modální hmoty mi pro každé vlastní číslo na 1 kg
Podrobné vysvětlení normování vlastních tvarů najdete v online manuálu.
V programu RFEM 6 je možné definovat mezi plochami liniové svary a pomocí addonu Analýza napětí-přetvoření v nich počítat napětí.
K dispozici jsou následující typy spojů:
- Tupý spoj
- Rohový spoj
- Přeplátovaný spoj
- T-spoj
Na základě zvoleného typu spoje lze vybrat následující provedení svarů:
- Jednostranný čtvercový svar
- Oboustranný čtvercový svar
- Poloviční svar X
- Jednostranný svar V
- Oboustranný svar V
- Jednostranný svar U
- Oboustranný svar U
- Jednostranný svar J
- Oboustranný svar J