Uzlové podpory

Z každé konstrukce se zatížení přenášejí přes podpory do základů. Bez zadání podpory by byly všechny uzly volné a neomezené v posunu a otáčení. Pokud má určitý uzel působit jako podpora, musí se mu odebrat alespoň jeden stupeň volnosti nebo je třeba ho omezit pružinou. Uzel musí být navíc součástí prutu.

Vynucené deformace uzlu jsou možné pouze u příslušně podepřených uzlů.

Pokud chceme uzlové podpoře přiřadit nelineární vlastnosti, můžeme definovat kritéria neúčinnosti pro diagramy tahové nebo tlakové síly, roztržení a meze kluzu nebo průběhy napětí a tuhosti.

Uživatelsky definovaná uzlová podpora se symbolem zaškrtávacího políčka udává omezené stupně volnosti. Předem jsou definovány následující typy podpor:

• Kloub
• Vetknutí
• Válec
• Posun v X'
• Posun v Y'

Základní údaje

V záložce Hlavní se nastavují základní parametry podpory.

Souřadný systém

Každá uzlová podpora má lokální souřadný systém. Standardně je orientován rovnoběžně s globálními osami X, Y a Z. Pokud jste vytvořili uživatelský souřadný systém nebo ho definujete pomocí tlačítka , můžete použít také tento vztažný systém.

Podporové podmínky

Podporové podmínky se dělí na 'translační' a 'rotační' stupeň volnosti. Translační stupně udávají podpory ve směru jejich os; rotační stupně popisují vetknutí okolo těchto os.

Pro zadání podpory nebo vetknutí je třeba zaškrtnout políčko u příslušné osy. Zaškrtnutí znamená, že stupeň volnosti je blokován a posun nebo natočení uzlu v příslušném směru nebo okolo něj není možné.

Pokud není k dispozici žádná podpora nebo vetknutí, zrušte zaškrtnutí příslušného políčka. Poté se konstanta translační nebo rotační pružiny nastaví na nulu. ' Konstantu tuhosti ' je možné kdykoli upravit, aby bylo možné modelovat pružné podepření uzlu. Jako návrhové hodnoty se zadávají tuhosti pružin.

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

Nelineárně působící podpory se v grafice zobrazí jinou barvou.

Neúčinnost , je-li podporová síla či moment kladný, resp. záporný

Lze tak snadno určit, zda podpora může přenášet pouze kladné nebo záporné síly nebo momenty: Pokud působí síla nebo moment v zakázaném směru, pak tato složka podpory vypadne. Ostatní podepření a vetknutí jsou nadále účinné.

Směr 'záporný' nebo 'kladný' se vztahuje k silám nebo momentům působícím na uzlovou podporu vzhledem k příslušným osám ( nikoli k reakčním silám na straně podpora). Znaménka vycházejí ze směru globálních os: Pokud je například globální osa_Z orientována dolů, pak má zatěžovací stav "Vlastní tíha" kladnou podporovou sílu PZ.

Neúčinnost vše, je -li podporová síla/podporový moment kladný nebo záporný

Na rozdíl od výše popsané neúčinnosti jedné jednotlivé komponenty se podpora stane zcela neúčinnou, pokud je komponenta neúčinná.

Pokud vybereme jinou nelinearitu, můžeme parametry zadat v účinnosti částečné účinnosti , nebo friction .

Možnosti

Zaškrtávací políčka v této sekci slouží k zadání dalších parametrů uzlové podpory. V závislosti na výběru se přidají záložky Specifický směr nebo Tuhosti pomocí fiktivního sloupce .

Specifický směr

Záložka Specifický směr umožňuje natočení podpory. Uživatel tak nemusí zadávat žádný vlastní souřadný systém.

Typ směru

Existuje několik možností, jak podporu uspořádat: Podporu lze natočit okolo os podpory X ', Y ' a Z ', nastavit ji na jeden nebo dva uzly nebo ji uspořádat rovnoběžně s prutem. Pomocí tlačítka lze objekty vybrat i graficky.

Tuhost pomocí fiktivního sloupu

Záložka Tuhost přes fiktivní sloup se doporučuje především u bodových podpor 2D konstrukcí. Zde je možné stanovit konstanty tuhosti podpory z parametrů sloupu, který není v modelu znázorněn. RSTAB stanoví tuhost pružiny podpory z okrajových podmínek. Umožňují modelovat realitu lépe než pevná podpora v uzlu.

Parametry

Jako ' model podpory ' se použije pružná uzlová podpora. Tuhosti posunových a torzních pružin vyplývají z údajů o geometrii a materiálu sloupu, které zadáte v této záložce.

Geometrii 'Hlava sloupu' lze zadat jako obdélníkovou nebo kruhovou, případně natočením sloupu.

' Výška sloupu ' ovlivňuje konstanty translační a rotační tuhosti.

Průřez sloupu a materiál

Pro stanovení tuhosti pružiny je třeba zadat průřez a materiálové charakteristiky sloupu. Pokud sloupec nemá tvar 'Stejné jako hlava sloupu' (ani obdélníkový, ani kruhový), je možné v seznamu vybrat příslušný průřez sloupu nebo zadat nový.

V seznamu vyberte položku ' Materiál sloupu '. Pomocí tlačítek a vytvoříme nový materiál.

Podmínky pro sloup

Typ podepření na hlavě sloupu a na patě sloupu se zohledňuje při výpočtu translačních a rotačních pružin. V seznamu jsou k dispozici následující možnosti:

• Kloub
• Polotuhý
• Neposuvné připojení

Pokud je vybrána možnost ' Polotuhý ', je možné zadat stupeň podepření na bázi sloupu v procentech.

Při výpočtu tuhosti se standardně zohledňuje ' smyková tuhost '.

Pružné podpory vlivem fiktivního sloupu

V této sekci jsou uvedeny konstanty podporových pružin, které vyplývají z geometrických a materiálových vlastností sloupu. Hodnoty se převezmou do záložky ' Hlavní '.

Částečná účinnost

Částečná účinnost podpory je k dispozici jako nelineární vlastnost podpory (viz obrázek Výběr nelinearity podpory ).

Definujte účinek podpory pro 'zápornou oblast' a také pro ' kladnou oblast '. Pravidla pro znaménka jsou vysvětlena v odstavci Failure . Seznam 'Typ' nabízí různá kritéria pro účinnost podpory.

• Kompletní: Složka podpory je plně účinná.
• Pevné z posunu/natočení podpory: Tuhost translační nebo rotační pružiny je účinná pouze do určitého posunu nebo pootočení. Pokud je mez překročena, nabývá účinnosti pevná podpora nebo vetknutí.
• Roztržení od podporové síly: Podepření je účinné pouze do určité síly nebo momentu. Pokud je mezní hodnota překročena, podpora selže.
• Tažení od podporové síly/podporového momentu: Podepření je účinné pouze do určité síly nebo momentu. Pokud je překročena, deformace se stále zvyšují, ale napětí nikoli.
• Neúčinnost: Složka podpory není účinná.

Většinu typů podpor lze kombinovat s parametrem ' prokluz ', což znamená, že podpora se projeví až po určitém posunu nebo natočení.

Graf

Diagram Diagram podporového prvku je k dispozici jako nelineární vlastnost podpory (viz obrázek Výběr nelinearity podpory ).

Definujte počet definičních bodů pro pracovní diagram zadáním příslušných hodnot ve sloupci 'Posun' nebo ' Rotation '. Ve sloupci 'Síla' nebo 'Moment' je pak možné přiřadit osové hodnoty posunů a natočení s podporovými silami nebo momenty.

Pro 'začátek diagramu' a 'konec diagramu' jsou k dispozici následující kritéria:

• Roztrhání: Podpora je účinná pouze do maximální hodnoty síly nebo momentu. Pokud je mezní hodnota překročena, podpora selže.
• Tečení: Podpora je účinná pouze do maximální hodnoty síly nebo momentu. Pokud je překročena, deformace se stále zvyšují, ale napětí nikoli.
• Průběžně: Mimo definiční rozsah se pak použije konstanta tuhosti posledního kroku.
• Zastavení: Přípustná deformace je omezena na maximální hodnotu posunu nebo pootočení. Pokud je mez překročena, nabývá účinnosti pevná podpora nebo vetknutí.

diagram tuhosti

Jako nelineární vlastnost rotační podpory je k dispozici Diagram tuhosti podpory.

Nejdříve přejdeme do seznamu 'Tuhosti v závislosti na' (v dolní záložce) a stanovíme, v jaké složce podporové síly je konstanta tuhosti závislá. Parametr | P | Volba představuje výslednou podporovou sílu.

Poté definujte počet definičních bodů pro pracovní diagram zadáním příslušných hodnot ve sloupci ' Force '. Poté ve sloupci 'pružina' přiřadíme příslušné konstanty tuhosti.

Pro 'začátek diagramu' a 'konec diagramu' jsou k dispozici následující kritéria:

• Roztrhání: Podpora je účinná pouze do maximální hodnoty síly. Pokud je mezní hodnota překročena, podpora selže.
• Tečení: Podpora je účinná pouze do maximální hodnoty síly. Pokud je překročena, deformace se stále zvyšují, ale napětí nikoli.
• Průběžně: Mimo definiční rozsah se pak použije konstanta tuhosti posledního kroku.

Tření

Seznam 'Nelinearita' nabízí čtyři možnosti, jak definovat tření translační podpory v závislosti na jiné složce podpory (viz obrázek Výběr nelinearity podpory ).

Přenos podporových sil se vztahuje na tlakové síly působící v jiném směru. V závislosti na výběru v záložce 'Hlavní' závisí tření pouze na jedné podporové síle nebo na celkové síle dvou současně působících podporových sil. Mezi podporovou a třecí silou existuje následující vztah:

FAQ 003537 popisuje, jak lze zohlednit tření o uzlovou podporu.

V následujícím sloupovém modelu je znázorněna podpora, ve které se vodorovné síly přenášejí třením. Vodorovné síly však nesmí překročit 10% svislé síly. V ZS 1 je tato podmínka splněna. V ZS 2 se model stává nestabilním, protože vodorovné zatížení je příliš velké.