Dotaz:
Můj model je nestabilní. Čím by to mohlo být?
Odpověď:
Přerušení výpočtu kvůli nestabilní konstrukci může mít různé příčiny. Na jedné straně to může ukazovat na "skutečnou" nestabilitu vlivem přetížení systému, ale na druhé straně mohou být za toto chybové hlášení odpovědné i nepřesnosti v modelování. V následujícím textu najdete možný postup pro nalezení příčiny nestability.
1. Kontrola modelování
Nejdříve je třeba zkontrolovat, zda je modelování systému v pořádku. Zde se nabízí použití kontrolních nástrojů z programu RFEM/RSTAB [Nástroje → Kontrola modelu]. Pomocí těchto možností je možné například najít identické uzly a překrývající se pruty a v případě potřeby je smazat.
Dále je potom možné model spočítat při zatížení vlastní tíhou v zatěžovacím stavu podle teorie prvního řádu. Pokud se výsledky následně zobrazí, je model s ohledem na modelování stabilní. Pokud tomu tak není, jsou níže uvedeny nejčastější příčiny (viz také video "Kontrola modelu" v sekci "Ke stažení"):
Nesprávná definice podpor / chybějící podpory
To může vést k nestabilitě, protože systém není podepřen ve všech směrech. Proto je nezbytné, aby podporové podmínky byly v rovnováze se systémem a také s vnějšími okrajovými podmínkami. Staticky neurčité systémy také vedou k přerušení výpočtu z důvodu nedostatečných okrajových podmínek.
Kroucení prutů okolo vlastní osy
Pokud dochází ke kroucení prutů okolo vlastní osy, tzn. že prut nedrží okolo vlastní osy, může v důsledku toho dojít k nestabilitě. Častou příčinou je nastavení kloubů na koncích prutů. Může se stát, že jak na počátečním, tak i na koncovém uzlu byly zavedeny torzní klouby. Je však třeba věnovat pozornost upozorněním, která se zobrazí při spuštění výpočtu.
Chybějící spojení prutů
Zvláště v případě rozsáhlých a složitých modelů se může rychle stát, že některé pruty nejsou vzájemně spojeny, a proto se "volně vznášejí ve vzduchu". Pokud zapomeneme také na křížení prutů, které by se měly protínat, může to také vést k nestabilitě. Řešení nabízí kontrola modelu pomocí možnosti "Křížící se nespojené pruty", která vyhledá pruty, které se kříží, ale v průsečíku nemají společný uzel.
Žádný společný uzel
Uzly leží očividně na stejném místě, při bližším posouzení se však od sebe mírně odchylují. Často je to způsobeno importem CAD souborů, což je ale možné opravit pomocí kontroly modelu.
Příliš mnoho kloubů na konci prutu v uzlu
Příliš mnoho kloubů na koncích prutů v uzlu také může způsobit přerušení výpočtu. Pro každý uzel je možné zadat pouze n-1 kloubů se stejným stupněm volnosti vzhledem ke globálnímu souřadnému systému, kde "n" je počet připojených prutů. Totéž platí pro liniové klouby.
- 2. Kontrola vyztužení
Chybějící vyztužení také vede k přerušení výpočtu v důsledku nestability. Proto by se mělo vždy zkontrolovat, zda je konstrukce dostatečně vyztužena ve všech směrech.
- 3. Numerické problémy
K tomuto bodu je uveden příklad na Obrázku 08. Jedná se o kloubový rám vyztužený tahovými pruty. V prvním výpočetním cyklu budou z důvodu zkrácení stojky vlivem svislých zatížení všechny tyto pruty zatíženy malými tlakovými silami. Jsou odstraněny ze systému (protože lze přenášet pouze tah). V druhé iteraci bude konstrukce bez těchto prutů nestabilní. Existuje několik možností, jak tento problém vyřešit. U tahových prutů můžete použít předpětí (zatížení na prut), pro "eliminaci" malých tlakových sil, dále je možné prutům přiřadit malou tuhost nebo můžete pruty jeden po druhém odstranit (viz Obrázek 08).
- 4. Identifikace příčin nestability
Automatická kontrola modelu s grafickým zobrazením výsledků
Pro grafické znázornění příčiny nestability je možné použít přídavný modul RF-STABILITY (RFEM). Pomocí volby "Stanovit vlastní tvar nestabilního modelu..." (viz Obrázek 09) je možné počítat i hypoteticky nestabilní systémy. Na základě dat modelu se provede analýza vlastních čísel, takže jako výsledek se graficky zobrazí nestabilita příslušného konstrukčního prvku.
Problém kritického zatížení
Nechají se spočítat zatěžovací stavy nebo kombinace zatížení podle teorie I. řádu a výpočet neproběhne teprve od teorie II. řádu, vzniká problém se stabilitou (součinitel kritického zatížení je menší než 1,00). Součinitel kritického zatížení udává, jakým součinitelem je třeba vynásobit zatížení, aby model...
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)
