V addonu Geotechnická analýza máte k dispozici materiálový "Hoek-Brownův" model. Model znázorňuje lineárně-elastické ideálně-plastické chování materiálu. Jeho nelineární kritérium pevnosti je nejběžnějším kritériem porušení u hornin a skalního podloží.
Parametry materiálu lze zadat
přímo v parametrech horniny anebo
klasifikací GSI.
Další informace o tomto materiálovém modelu a zadání v programu RFEM najdete v příslušné kapitole Hoek-Brownův model v online manuálu k addonu Geotechnická analýza.
U těles máte nyní možnost nastavit vrstvenou síť konečných prvků. Pomocí této volby můžete zadat rozdělení tělesa konečnými prvky mezi dvěma rovnoběžnými plochami.
Již jistě víte, že k definování podmínek přenosu mezi objekty se používají uzlová, liniová a plošná uvolnění. Můžete tak například uvolnit pruty, plochy a tělesa z linie. Kromě toho je také bez problémů možné definovat pro uvolnění nelineární vlastnosti, jako například 'pevné, je-li kladné n', 'pevné, je-li záporné n' a tak dále.
Grafický a tabulkový výstup výsledků pro deformace, napětí a přetvoření vám pomůže při stanovení půdního tělesa. Použijte k tomu speciální kritéria filtrování pro cílený výběr výsledků.
Program vás v tom nenechá. Pokud chcete výsledky v půdních tělesech vyhodnotit graficky, jsou vám k dispozici pomocné objekty. Můžete například definovat ořezávací roviny. Příslušné výsledky si tak můžete prohlédnout v libovolné rovině půdního tělesa.
A nejen to. Použití výsledkových řezů a ořezávacích boxů umožňuje přesnou grafickou analýzu půdního tělesa.
Jistě již víte, že je možné modelovat a analyzovat podloží a konstrukci ve společném modelu. Tím explicitně zohledňujete interakci konstrukce s podložím. Úprava jednoho konstrukčního prvku vede k okamžitému správnému zohlednění v analýze a výsledcích pro celý systém podloží a konstrukce.
Půdní těleso můžete zadat a modelovat bez okolků přímo v programu RFEM. Přitom máte možnost kombinovat materiálové modely podloží se všemi běžnými addony programu RFEM.
To umožňuje analýzu celkových modelů s kompletním ztvárněním interakce konstrukce s podložím.
Z materiálových údajů, které jste zadali, se automaticky spočítají všechny parametry potřebné pro výpočet. Program z toho pak pro vás vygeneruje pro každý konečný prvek závislosti napětí-přetvoření.
Půdní tělesa, která chcete analyzovat, jsou složena do půdních masivů.
Definujte půdní masiv na základě jednotlivých zemních sond. Tak vám program uživatelsky přívětivě vygeneruje masiv včetně automatického stanovení hraničních ploch vrstev na základě údajů ze sond, hladiny podzemní vody a plošných podpor hraničních ploch.
Půdní masivy nabízejí možnost zadat požadovanou velikost sítě konečných prvků nezávisle na globálním nastavení pro zbytek konstrukce. Můžete tak zohlednit různé požadavky pro budovu a podloží v celkovém modelu.
Chcete modelovat a analyzovat chování půdního tělesa? Za tímto účelem byly v programu RFEM implementovány speciální vhodné materiálové modely. K dispozici máte modifikovaný Mohrův-Coulombův model s lineárně elastickým ideálně plastickým modelem a nelineárně elastický model s edometrickou závislostí napětí a přetvoření. Mezní kritérium, které popisuje přechod z pružné oblasti do oblasti plastického tečení, se stanoví podle Mohra-Coulomba.
Tato funkce také přispívá k přehlednosti zobrazení výsledků. Ořezávací roviny jsou roviny řezu, které lze modelem libovolně proložit. Oblast před nebo za touto rovinou bude pak v pohledu skrytá. Tak můžete jasně a přehledně zobrazit výsledky například v průniku nebo uvnitř tělesa.
Pro tělesa je možné aktivovat kromě 'Zahuštění sítě' a 'Specifického směru' volbu 'Rastr pro výsledky', pomocí které lze uspořádat body rastru v prostoru tělesa. Jako počátek lze mimo jiné nastavit těžiště. V navigátoru 'Zobrazit' pod položkou Základní objekty - Tělesa je pak možnost aktivovat Rastr pro numerické výsledky.
Znáte již materiálový model Tsai-Wu? Kombinuje plastické a ortotropní vlastnosti, což umožňuje modelování speciálních materiálů s anizotropními charakteristikami, jako jsou plasty vyztužené vlákny nebo dřevo.
Při plastizaci materiálu zůstávají napětí konstantní. Dochází k jejich redistribuci v závislosti na tuhosti v jednotlivých směrech. Elastická oblast odpovídá materiálovému modelu Ortotropní | lineárně elastický (tělesa). Pro plastickou oblast platí následující podmínka plasticity podle Tsai-Wu:
Veškeré pevnosti jsou zadány jako kladné hodnoty. Podmínku plasticity si můžete představit jako plochu ve tvaru elipsy v šestirozměrném prostoru napjatosti. Pokud se jedna z daných tří složek napětí uvažuje jako konstantní hodnota, lze plochu promítnout do trojrozměrného prostoru napjatosti.
Pokud je hodnota fy(σ) podle rovnice Tsai-Wu pro rovinnou napjatost menší než 1, jsou působící napětí v pružné oblasti. Plastické oblasti je dosaženo, jakmile fy(σ) = 1. Hodnoty větší než 1 jsou nepřípustné. Chování modelu je ideálně plastické, tzn. nedochází k žádnému zpevnění.
Věděli jste, že...? Na rozdíl od jiných materiálových modelů není pracovní diagram pro tento materiálový model antimetrický vzhledem k počátku. Tento materiálový model můžete použít například pro modelování chování drátkobetonu. Podrobné informace o modelování drátkobetonu naleznete v odborném článku Stanovení materiálových vlastností drátkobetonu.
U tohoto materiálového modelu je izotropní tuhost redukována skalárním parametrem poškození. Tento parametr poškození se stanoví na základě průběhu napětí, které je definováno v diagramu. V tomto případě se nezohledňuje směr hlavních napětí, ale dochází k poškození ve směru srovnávacího poměrného přetvoření, které zahrnuje také třetí směr kolmý na rovinu. Tahové a tlakové oblasti tenzoru napětí jsou řešeny odděleně. Přitom platí vždy různé parametry poškození.
Velikost "referenčního prvku" určuje, jak se má přetvoření v oblasti trhlin přizpůsobit délce prvku. Při přednastavené nulové hodnotě nedochází ke změně měřítka. Tímto způsobem se téměř realisticky modeluje materiálové chování drátkobetonu.
Cílem této funkce je zefektivnit vaše projektování. Kromě sad prutů lze také spojovat do sad linie, plochy a tělesa. Můžeme je pak například při posouzení považovat za celistvé prvky.
Pro modelování těles v programu RWIND Basic naleznete v programu RFEM nebo RSTAB k dispozici speciální rozhraní. Zde zadejte směry větru pro posouzení nastavením příslušných úhlů vzhledem ke svislé ose modelu. Zároveň také zadejte profil větru a intenzity turbulence v závislosti na výšce na základě příslušné normy. Kromě těchto údajů použijte ještě globálně uložené parametry pro vytvoření vlastních zatěžovacích stavů se stacionárním výpočtem pro nastavené úhly.
Program RWIND Basic můžete ovládat také přímo bez speciálního rozhraní v programu RFEM nebo RSTAB. V takovém případě se tělesa či okolní terén modelují přímo v programu RWIND Basic na základě importovaných souborů VTP, STL, OBJ nebo IFC. Zatížení větrem v závislosti na výšce a další údaje z oblasti mechaniky proudění můžete zadat přímo v programu RWIND Basic.
Řešení numerické simulace proudění vám poskytne výsledky na modelu a v jeho okolí:
Tlak na povrchu tělesa
Součinitel tlaku Cp na plochách tělesa
Tlakové pole kolem geometrie tělesa
Rychlostní pole kolem geometrie tělesa
Pole turbulence k-ω kolem geometrie tělesa
Pole turbulence k-ε kolem geometrie tělesa
Vektory rychlosti kolem geometrie tělesa
Proudnice kolem geometrie tělesa
Síly na tělesech vygenerovaných původně z prutových prvků
Průběh konvergence
Směr a velikost odporu tělesa proti proudění
I přes toto množství informací zůstává program RWIND 2 přehledný, jak je pro programy Dlubal typické. Pro grafické vyhodnocení lze definovat libovolně definovatelné zóny. Výsledky proudění v prostoru okolo tělesa jsou obvykle těžko přehledné - pravděpodobně již víte proč. Z tohoto důvodu nabízí RWIND Basic volně posuvné roviny řezu pro samostatné zobrazení "objemových výsledků" v jedné rovině. Pro výsledné 3D proudnice máte možnost kromě statického zobrazení zvolit také animované zobrazení ve formě pohyblivých liniových segmentů nebo částic. Tato možnost vám pomůže zobrazit proudění větru jako dynamický účinek.
Veškeré výsledky můžete exportovat jako obrázek nebo speciálně pro animaci výsledků jako video.
Spuštěním analýzy v programu RFEM nebo RSTAB zahájíte dávkový proces. V něm se veškeré definované pruty, plochy a tělesa v modelu zohlední se všemi příslušnými součiniteli v zadané poloze v numerickém modelu větrného tunelu programu RWIND Basic. Pak se spustí CFD analýza a výsledné tlaky působící na povrch pro zvolený časový krok se převedou zpátky jako zatížení v uzlech sítě KP nebo jako zatížení na prut do příslušných zatěžovacích stavů v programu RFEM nebo RSTAB.
Tyto zatěžovací stavy, které obsahují zatížení z programu RWIND Basic, lze následně spočítat. Můžete je také skládat s jinými zatíženími do kombinací zatížení nebo do kombinací výsledků.
Pro jednodušší zadání použijte specifikaci typů pro prvky, jako jsou pruty, plochy, tělesa atd. (např. nelinearity prutů, tuhosti prutů, návrhové podpory a mnoho dalších).
Jakmile aktivujete addon Form-finding v Základních údajích, přiřadí se zatěžovacím stavům kategorie "Předpětí" ve spojení se zatíženími pro form-finding z katalogu zatížení na pruty, plochy a tělesa formující účinek. Jedná se přitom o zatěžovací stav předpětí. Ten se tak promění v analýzu form-findingu pro celý model se všemi definovanými pruty, plochami a tělesy. Tvarování příslušných prutových a membránových prvků obsažených v celkovém modelu dosáhnete pomocí speciálních zatížení pro form-finding a ostatních zadaných zatížení. Zatížení pro form-finding popisují očekávaný deformační nebo silový stav po form-findingu v prvcích. Ostatní zatížení popisují vnější zatížení celého systému.
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.
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
Půdní vrstvy se u zemních sond zadávají v přehledném dialogu. Příslušné grafické zobrazení podporuje srozumitelnost a usnadňuje kontrolu vstupu.
Uživatel má k dispozici rozšiřitelnou databázi vlastností půdních materiálů. Pro realistické modelování chování půdního materiálu jsou k dispozici Mohrův-Coulombův model a model zpevnění zeminy.
Definovat lze libovolný počet zemních sond a půdních vrstev. Podloží se generuje ze všech zadaných zemních sond prostřednictvím 3D těles. Přiřazení ke konstrukci se provádí pomocí souřadnic.
Výpočet tělesa podloží probíhá nelineární iterační metodou. Vypočítaná napětí a sedání se zobrazí graficky a v tabulkách.
Věděli jste, že...? Při odlehčování konstrukčního prvku s plastickým materiálovým modelem zůstává, na rozdíl od materiálového modelu izotropní | Nelineárně elastický, po úplném odlehčení zbytkové přetvoření.
Vybrat lze jeden ze tří různých typů zadání:
Standardní (zadání srovnávacího napětí, při kterém materiál zplastizuje)
Bilineární (zadání srovnávacího napětí a modulu zpevnění)
Pracovní diagram: zadání polygonálního pracovního diagramu
Pokud konstrukční prvek z nelineárního elastického materiálu opět odlehčíte, vrátí se přetvoření stejnou cestou zpět. Při úplném odlehčení nezůstává na rozdíl od materiálového modelu Izotropní | |Plastický žádné zbytkové přetvoření.
Vybrat lze jeden ze tří různých typů zadání:
Standardní (zadání srovnávacího napětí, při kterém materiál zplastizuje)
Bilineární (zadání srovnávacího napětí a modulu zpevnění)
Pro jednoduché zadání a modelování je k dispozici mnoho možností. Vaše zadání se provádí v 1D, 2D nebo 3D modelu. Typy prutů jako nosník, příhradový prut nebo tahový prut vám ulehčují definici vlastností prutů. Pro modelování ploch v programu RFEM můžete například vybrat typy Standardní, Bez tloušťky, Tuhý, Membrána a Průběh zatížení. V programu RFEM máte dále k dispozici různé materiálové modely, jako například Izotropní | Lineárně elastický, Ortotropní | Lineárně elastický (plochy, tělesa) nebo Izotropní | Dřevo | Lineárně elastický (pruty).
Různým objektům v konstrukci lze pro ještě přehlednější zobrazení přiřadit různé barvy.
Rozlišuje se přitom mezi různými vlastnostmi objektů, jako jsou uzly, linie, pruty, sady prutů, plochy a tělesa. Model lze navíc zobrazit fotorealisticky.
Vždy sledujte své výsledky. Kromě výsledných zatěžovacích stavů v programu RFEM nebo RSTAB (viz níže) představují výsledky aerodynamické analýzy v programu RWIND 2 problém proudění jako celek:
Tlak na povrchu tělesa
Tlakové pole kolem geometrie tělesa
Rychlostní pole kolem geometrie tělesa
Vektory rychlosti kolem geometrie tělesa
Linie proudění kolem geometrie tělesa
Síly na tělesech vygenerovaných původně z prutových prvků
Průběh konvergence
Směr a velikost odporu tělesa proti proudění
Tyto výsledky se zobrazí v prostředí programu RWIND 2 a graficky se vyhodnotí. Výsledky proudění okolo geometrie konstrukce jsou v celkovém zobrazení poněkud nepřehledné, ale program má řešení. Aby byly výsledky přehledné, zobrazí se volně pohyblivé roviny řezu pro samostatné zobrazení 'výsledků těles' v jedné rovině. U 3D výsledku rozvětvených proudnic vám program kromě statického zobrazení nabídne také animované zobrazení ve formě pohyblivých linií nebo částic. Tato volba umožňuje znázornit proudění vzduchu jako dynamický účinek. Všechny výsledky můžete exportovat jako obrázek nebo, speciálně pro animované výsledky, jako video.
Posouzení prutů a sad prutů na tah, tlak, ohyb, smyk, kombinované vnitřní síly a kroucení
Posouzení stability vzpěru a klopení
Automatické stanovení kritických sil a kritických momentů při boulení pro obecná zatížení a podporové podmínky pomocí speciálního MKP programu (analýza vlastních čísel) integrovaného v modulu
Alternativní analytický výpočet kritického momentu při vzpěru pro standardní situace
Možnost použití nespojitých příčných podpor pro nosníky a spojité pruty
Automatická klasifikace průřezů (kompaktní, nekompaktní a štíhlé)
Posouzení mezního stavu použitelnosti (průhyb)
Optimalizace průřezu
Široká škála dostupných průřezů, jako jsou válcované I-profily; U-profily; T-profily; úhelníky; obdélníkové a kruhové duté průřezy; kruhové tyče; symetrické a nesymetrické, parametrické I-, T- a úhelníky; dvojité úhly
Přehledně uspořádané vstupní tabulky a tabulky výsledků
Podrobná výsledková dokumentace s odkazy na rovnice použité při posouzení a popsané v normě
Různé možnosti filtrování a řazení výsledků, včetně seznamů výsledků po prutech, průřezech a místech x nebo po zatěžovacích stavech, kombinacích zatížení a kombinacích výsledků
Tabulka výsledků pro štíhlost prutů a rozhodující vnitřní síly
Výkaz materiálu se specifikacemi hmotnosti a tělesa
Posouzení na tah, tlak, ohyb, smyk a kombinované vnitřní síly
Posouzení stability pro prostorový vzpěr a klopení
Automatické stanovení kritických sil a kritických momentů při boulení pro obecná zatížení a podporové podmínky pomocí speciálního MKP programu (analýza vlastních čísel) integrovaného v modulu
Možnost použití nespojitých příčných podpor pro nosníky
Automatická klasifikace průřezů
Posouzení deformací (použitelnosti)
Optimalizace průřezu
K dispozici je široká škála průřezů, jako jsou válcované I-profily, C-profily, obdélníkové duté profily, úhelníky, dvojité úhelníky (uspořádání pásnice na pásnici), T-profily. Svařované profily: Profily I (symetrické a nesymetrické okolo hlavní osy), U-profily (symetrické okolo hlavní osy), obdélníkové duté profily (symetrické a nesymetrické okolo hlavní osy), úhelníky, kulaté trubky a kulaté tyče
Členěné výsledkové tabulky
Podrobná výsledková dokumentace s odkazy na rovnice použité při posouzení a popsané v normě
Různé možnosti filtrování a řazení výsledků, včetně seznamů výsledků po prutech, průřezech, místech x nebo po zatěžovacích stavech, kombinacích zatížení a kombinacích výsledků
Tabulka výsledků pro štíhlost prutů a rozhodující vnitřní síly
Výkaz materiálu se specifikacemi hmotnosti a tělesa