Uzlové podpory

Konstrukce přenáší svá zatížení přes podpěry na základy. Bez podepření by byly všechny uzly volné a jejich posuny a rotace by nebyly omezeny. Má-li uzel fungovat jako podpora, musí být alespoň jeden stupeň volnosti zablokován nebo omezen pružinou. Uzel navíc musí být součástí prutu.

Nucené deformace uzlu jsou možné pouze pro odpovídajícím způsobem podepřené uzly.

Pokud chcete uzlové podpoře přiřadit nelineární vlastnosti, můžete definovat kritéria pro selhání při tažení nebo tlaku, křehkost a tekutost nebo pracovní a tuhostní diagramy.

Symbol názvu vlastní uzlové podpory označuje zablokované stupně volnosti. Následující typy podpěr jsou předdefinovány:

• Kloubové
• Pevné
• Posuvné
• Posuvné v X‘
• Posuvné v Y'

Základ

Karta Základ spravuje základní parametry podpory.

Souřadnicová soustava

Každá uzlová podpora má lokální souřadnicovou soustavu. Je standardně orientována paralelně ke globálním osám X, Y a Z. Pokud jste vytvořili vlastní souřadnicový systém nebo jej definovali pomocí tlačítka , můžete použít i tento referenční systém.

Podmínky podpory

Podmínky podpory jsou rozděleny na 'Translační' a 'Rotace'. První popisují podepření ve směru os podpory, druhé zablokování okolo těchto os.

Chcete-li definovat podepření nebo zablokování, zaškrtněte políčko pro danou osu. Hák symbolizuje, že stupeň volnosti je blokován a posun nebo rotace uzlu ve směru nebo kolem k této ose není možná.

Pokud není přítomno žádné podepření nebo zablokování, zrušte zaškrtnutí políčka pro danou osu. Konstanty posuvné nebo rotační pružiny se pak nastaví na nulu. Můžete kdykoli upravit 'Konstantu pružiny', abyste modelovali pružné podepření uzlu. Zadejte tuhosti pružiny jako návrhové hodnoty.

Ve sloupci 'Nelinearita' můžete cíleně řídit přenos vnitřních sil pro každou složku. V závislosti na stupni volnosti jsou v seznamu nelinearit k dispozici vhodné položky.

Nelineárně působící podpory jsou v grafice zobrazeny v jiných barvách.

Selhání, pokud je podpěrná síla/moment negativní nebo pozitivní

Tímto způsobem můžete jednoduše řídit, zda podpora může přijímat pouze kladné nebo záporné síly nebo momenty: Pokud síla nebo moment působí v zakázaném směru, tato složka podpory selže. Ostatní podepření a zablokování zůstávají účinné.

Směry 'negativní' a 'pozitivní' se vztahují na síly nebo momenty, které jsou vztaženy k osám podpory (tedy ne reakční síly od podpory). Znaménka se určují podle směru globálních os: Pokud je například globální osa Z směrem dolů, případ zatížení "Vlastní tíha" vyústí v kladnou podpěrnou sílu P_Z.

Selhání všech, pokud je podpěrná síla/moment negativní nebo pozitivní

Na rozdíl od výše popsaného selhání jednotlivé složky, podpora úplně selže, jakmile komponenta není účinná.

Pokud vyberete jiné nelinearity, můžete parametry definovat na kartách Dílčí účinnost, Diagram nebo Tření.

Možnosti

Pomocí zaškrtávacích políček v této sekci můžete nastavit další vlastnosti uzlové podpory. Podle výběru jsou doplněny karty Specifický směr nebo Tuhost pomocí fiktivního sloupu.

Specifický směr

Karta Specifický směr nabízí možnost otočit podporu. Není nutné vytvářet vlastní souřadnicový systém.

Typ směru

Pro orientaci podpory je k dispozici několik možností: Můžete otočit podporu kolem os X', Y' a Z', orientovat ji na jeden nebo dva uzly nebo ji umístit paralelně k prutu. Objekty můžete vybrat graficky pomocí tlačítka .

Tuhost pomocí fiktivního sloupu

Karta Tuhost pomocí fiktivního sloupu je zvláště vhodná pro bodové opěry 2D konstrukcí. Zde můžete odvodit konstanty pružin podpory z parametrů sloupu, který není v modelu zobrazen. Z okrajových podmínek určují federace tuhosti podpory. Umožňují lepší modelování reality než pevné podepření uzlu.

Parametry

Modelování 'Místo podpory' je elastické uzlové podepření. Tuhosti posuvných a rotačních pružin vycházejí z geometrických a materiálových údajů sloupu, které v této kartě stanovíte.

Geometrie 'Hlavice sloupu' může být čtvercová nebo kruhová, volitelně s možností rotace sloupu.

'Výška sloupu' ovlivňuje konstanty posuvných a rotačních pružin.

Průřez a materiál sloupu

Pro stanovení tuhostí pružin jsou potřebné průřezové a materiálové vlastnosti sloupu. Pokud sloup není 'Stejný jako hlavice sloupu' (ani čtvercový, ani kruhový), můžete vybrat nebo nově definovat vhodný průřez sloupu.

Vyberte 'Materiál sloupu' ze seznamu. Pomocí tlačítek a můžete vytvořit nový materiál.

Podmínky sloupů

Druh podepření hlavice a základny sloupu vstupuje do stanovení posuvných a rotačních pružin. V seznamu jsou k dispozici následující možnosti:

• Kloubové
• Pohyblivé
• Pevné

U volby 'Pohyblivé' můžete zadat procentuální úhel zablokování základny sloupu.

'Smyková tuhost' sloupu je implicitně zohledněna při stanovení tuhostí.

Průžiny v důsledku fiktivního sloupu

Tato část uvádí konstanty pružin podpory, které vycházejí z geometrických a materiálových vlastností sloupu. Tyto hodnoty jsou předány do karty 'Základ'.

Dílčí účinnost

Dílčí účinnost složky podpory je dostupná jako nelineární vlastnost podpory (viz obrázek Výběr nelinearita podpory).

Definujte účinnost podpory pro 'Negativní oblast' a 'Pozitivní oblast'. Pravidlo znaménka je vysvětleno v části Selhání. V seznamu 'Typ' jsou k dispozici různá kritéria pro účinnost podpory.

• Plně: Komponenta podpory je plně účinná.
• Pevné od posunu podpory/rotace: Tuhost posuvné nebo rotační pružiny je účinná pouze do určitého posunu nebo rotace. Po překročení se stává účinnou pevná podpora nebo zablokování.
• Křehkost od podpěrné síly/momentu: Podpora je účinná pouze do určité síly nebo momentu. Po překročení podpora selže.
• Tekutost od podpěrné síly/momentu: Podpora je účinná pouze do určité síly nebo momentu. Po překročení se zvyšují deformace, ale už ne napětí.
• Selhání: Komponenta podpory není účinná.

Většina typů podpor je kombinovatelná s 'Průběhem', kdy podpora se stává účinnou až po určitém posunu nebo rotaci.

Diagram

Diagram složky podpory je dostupný jako nelineární vlastnost podpory (viz obrázek Výběr nelinearita podpory).

Ve sloupci 'Posun' nebo 'Rotace' nastavte počet definičních bodů pracovního diagramu a odpovídající hodnoty. Ve sloupci 'Síla' nebo 'Moment' můžete pak přiřadit hodnotám posunů nebo rotací odpovídající podpěrné síly nebo momenty.

Pro 'Začátek diagramu' a 'Konec diagramu' jsou k dispozici následující kritéria:

• Křehkost: Podpora je účinná pouze do maximální hodnoty síly nebo momentu. Po překročení podpora selže.
• Tekutost: Podpora je účinná pouze do maximální hodnoty síly nebo momentu. Po překročení se zvyšují deformace, ale už ne napětí.
• Kontinuální: Mimo definiční oblast je použita konstanta pružiny posledního kroku.
• Zarážka: Přípustná deformace je omezena na maximální hodnotu posunu nebo rotace. Po překročení se stává účinnou pevná podpora nebo zablokování.

Tuhostní diagram

Tuhostní diagram složky podpory je dostupný jako nelineární vlastnost rotační podpory.

Nejprve nastavte v seznamu 'Tuhost závislá na' (dole v kartě) složku podpěrné síly, na které závisí tuhost pružiny. Možnost |P| představuje výslednou podpěrnou sílu.

Potom ve sloupci 'Síla' nastavte počet definičních bodů pracovního diagramu a odpovídající charakteristické hodnoty. Ve sloupci 'Pružina' můžete pak přiřadit odpovídající konstnatám pružin.

Pro 'Začátek diagramu' a 'Konec diagramu' jsou k dispozici následující kritéria:

• Křehkost: Podpora je účinná pouze do maximální hodnoty síly. Po překročení podpora selže.
• Tekutost: Podpora je účinná pouze do maximální hodnoty síly. Po překročení se zvyšují deformace, ale už ne napětí.
• Kontinuální: Mimo definiční oblast je použita konstanta pružiny posledního kroku.

Tření

V seznamu 'Nelinearita' jsou čtyři možnosti pro definování tření translační podpory v závislosti na jiné složce podpory (viz obrázek Výběr nelinearita podpory).

Přenášené podpěrné síly jsou vztaženy k tlakovým silám působícím v jiném směru. V závislosti na výběru v kartě 'Základ' je tření závislé pouze na jedné podpěrné síle nebo na výsledné síle dvou současně působících podpěrných sil. Existuje následující vztah mezi podpěrnou silou a třecí silou:

FAQ 003537 vysvětluje, jak zohlednit tření na uzlové podpoře.

Následující model sloupu znázorňuje podporu, ve které jsou horizontální síly přenášeny třením. Horizontální síly však nesmí překročit 10 % vertikální síly. V LF 1 je tato podmínka splněna. V LF 2 se model stává nestabilním, protože horizontální zatížení je příliš velké.

Kloub lešení

Kloub lešení je dostupný jako nelineární vlastnost podpory pro rotační stupně volnosti φ_X a φ_Y. Tento typ uzlové podpory umožňuje definovat podpěry lešení pro dočasné konstrukce, jako jsou pracovní lešení nebo podpory stavenišť.

Na kartě 'Kloub lešení' můžete definovat pracovní diagram M-φ. Parametry jsou blíže popsány v produktové charakteristice Podpory lešení.