RFEM Version 5

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4.2 Linien

Allgemeine Beschreibung

Die Geometrie des Modells wird über Linien beschrieben. Sie stellen die Voraussetzung dar für Flächen, Stäbe und Volumenkörper. Jede Linie ist durch einen Anfangs- und einen Endknoten definiert. Für die Beschreibung komplexer Linienarten sind zusätzliche Zwischenknoten erforderlich.

Bild 4.24 Dialog Neue Linie
Bild 4.25 Tabelle 1.2 Linien

Die Liniennummer wird im Dialog Neue Linie automatisch vergeben, kann dort jedoch geändert werden. Die Reihenfolge der Liniennummern spielt keine Rolle.

Über Menü Extras → Umnummerieren kann die Reihenfolge der Liniennummern nachträglich angepasst werden (siehe Kapitel 11.4.18).

Linientyp

Im Menü und in der Tabellenliste stehen folgende Linienarten zur Auswahl:

    • Einzellinie
    • Polylinie
    • Bogen
    • Kreis
    • Ellipse
    • Elliptischer Bogen
    • Parabel
    • Hyperbel
    • Spline
    • NURBS
    • Trajektorie
    • Linie auf Fläche

Diese Linienarten sind auf den folgenden Seiten beschrieben.

Knoten Nr.

Jede Linie ist geometrisch durch einen Anfangs- und einen Endknoten definiert. Damit wird die Linienrichtung festgelegt, die auch die Lage des Linienkoordinatensystems beeinflusst. Die Knoten können manuell eingegeben, grafisch ausgewählt oder neu definiert werden (siehe Kapitel 4.1). Sind Kontroll- oder Zwischenknoten für eine Linie erforderlich, so werden sie in der Liste der Knoten mit angegeben.

Die Linienrichtung kann im Zeigen-Navigator eingeblendet werden.

Bild 4.26 Einblenden der Linien-Orientierungen im Zeigen-Navigator

Die Linienrichtung kann grafisch schnell geändert werden: Klicken Sie die Linie mit der rechten Maustaste an und wählen die Kontextmenü-Option Linien-Orientierung umkehren. Die Nummern von Anfangs- und Endknoten werden dann vertauscht.

Die Linienkoordinatensysteme lassen sich über den Zeigen-Navigator einblenden: Aktivieren Sie unter dem Eintrag Modell → Linien die Linien-Achsensysteme x, y, z einschließlich Indexe (siehe Bild 4.102).

Linienlänge

In dieser Tabellenspalte wird die Gesamtlänge der Linie angegeben.

Lage

Die Spalte D der Tabelle gibt Auskunft darüber, zu welcher globalen Achse die Linie parallel verläuft oder in welcher Ebene sie sich befindet, die von den globalen Achsen aufgespannt wird. Ist kein Eintrag vorhanden, befindet sich die Linie in einer beliebigen Lage im Raum.

Kommentar

Diese Spalte ermöglicht die Eingabe benutzerdefinierter Anmerkungen. Mit der Schaltfläche [Kommentar übernehmen] lassen sich gespeicherte Kommentare importieren (siehe Kapitel 11.1.4). Bei Linien, die RFEM erzeugt hat (z. B. ein Rohr), erscheint hier der Vermerk Generiert.

Linie / Polylinie
Bild 4.27 Grafischer Eingabedialog Neue Linie

Der Dialog Neue Linie, der beim Aufruf über das Pulldownmenü erscheint, ist im Bild 4.24 dargestellt. Das Bild oben zeigt den allgemeinen Linien-Eingabedialog bei der grafischen Eingabe, die über eine der Listenschaltflächen in der Symbolleiste gestartet wird.

Eine „echte“ Linie ist durch nur einen Anfangsknoten und nur einen Endknoten definiert. Sie stellt damit die direkte Verbindung zwischen den beiden Knoten dar.

Bei einer Polylinie handelt es sich um einen Polygonzug, der aus mehreren geradlinigen Abschnitten besteht. Es werden deshalb im Dialog (siehe Bild 4.24) neben den Nummern des Anfangs- und Endknotens auch die der Zwischenknoten angegeben. Der Einfachheit halber werden auch „echte“ Linien als Polylinien verwaltet.

Bei der grafischen Eingabe einer Polylinie können bestehende Knoten, Rasterpunkte oder Fangobjekte als Definitionsknoten gewählt werden. Die Knoten lassen sich aber auch frei in der Arbeitsebene setzen.

Falls z. B. Linienlasten oder Linienlager nur für Abschnitte einer Polylinie wirksam sind, kann eine Polylinie nachträglich in „echte“ Linien zerlegt werden: Klicken Sie die Polylinie mit der rechten Maustaste an und wählen den Kontextmenü-Eintrag Polylinie zerlegen. Die Funktion ist auch zugänglich über Menü Bearbeiten → Modelldaten → Linien → Polylinie zerlegen.

Bild 4.28 Dialog Neue Linie, Register Drehung

Das zweite Register des Dialogs ermöglicht eine Drehung der Linie. Hierzu ist entweder der Winkel β oder ein Hilfsknoten anzugeben, auf den die Linienachse y bzw. z auszurichten ist. Der Hilfsknoten kann in der Liste ausgewählt, grafisch bestimmt oder neu angelegt werden.

Eine Drehung der Linie kann die Eingabe von Linienlasten erleichtern, die in lokaler Linienrichtung wirken. Die Liniendrehung wirkt sich nicht auf Flächen oder Stäbe aus, da diese ein eigenes Koordinatensystem verwenden.

Die lokalen Linienachsensysteme sind im Bild 4.102 dargestellt.

Bogen
Bild 4.29 Dialog Neue Linie, Register Bogen

Ein Bogen kann über folgende Parameter definiert werden:

    • drei Knoten
    • Mittelknoten, Randknoten und Öffnungswinkel
    • Randknoten und Radius, Öffnungswinkel oder Stich
    • Tangenten und Radius

Im Abschnitt Knoten am Bogen können Anfangs-, Stütz- und Endknoten direkt angegeben, grafisch ausgewählt oder neu angelegt werden. Die Reihenfolge der Knoten wird in der kleinen Dialoggrafik veranschaulicht.

Aus den drei Knoten werden die Bogen-Parameter ermittelt, die im Abschnitt unterhalb angezeigt werden. Es ist dort auch möglich, den Radius r, Stich h oder Öffnungswinkel α zu ändern. Die Knotenkoordinaten werden entsprechend angepasst.

Im Abschnitt Mittelpunkt des Bogens erscheinen die Koordinaten des Bogenmittelpunkts, die sich aus den Bogenknoten bzw. -parametern ergeben. Bei manuellen Änderungen oder grafischer Auswahl mit werden die Koordinaten der Knoten ebenfalls angepasst.

In der Liste Nachträgliches Ändern durch Verschieben des Knotens kann festgelegt werden, von welchem Knoten die Koordinaten geändert werden sollen.

Wird der Bogen grafisch über eine der Schaltflächen gesetzt, können bei der Option mittels drei Knoten die Knoten direkt in der Grafik gewählt bzw. neu gesetzt werden.

Bei den übrigen Eingabemöglichkeiten sind wie in Bild 4.30 und Bild 4.31 links dargestellt zunächst zwei Knoten zu wählen. Dann sind in einem weiteren Dialog (rechts dargestellt) jeweils die Bogenparameter festzulegen.

Bild 4.30 Dialog Neuer Bogen – Definitionsart Mittel-, Randknoten und Öffnungswinkel

Die Ebene des Bogens kann im Abschnitt Optionen (rechts im Bild 4.30 und Bild 4.31) aus der Liste gewählt werden. Der Öffnungswinkel wird entweder direkt grafisch oder über eine manuelle Eingabe und [Anwenden] festgelegt.

Ein bereits definierter Bogen lässt sich durch Doppelklicken der Linie anpassen. Im Register Bogen - 3 Knoten des Dialogs Linie bearbeiten können dann die Änderungen vorgenommen werden (siehe Bild 4.29).

Bild 4.31 Dialog Neuer Bogen – Definitionsart Randknoten und Radius, Öffnungswinkel oder Stich

Im Abschnitt Definitionstyp (rechts) ist der geeignete Bogenparameter aus der Liste zu wählen. Der Bogen kann dann direkt in der Grafik oder durch eine manuelle Eingabe und [Anwenden] gesetzt werden.

Das Eingabefeld bei Schrittweise steuert, in welchen Abständen der Mauszeiger beim Aufziehen des Radius, Winkels oder Stichs einrastet.

Die Richtung des Kreisbogens kann über das Kontrollfeld Orientierung umkehren beeinflusst werden: Es steuert, ob der Bogen „rechts“ oder „links“ der beiden Knoten angeordnet wird.

Kreis

Ein Kreis kann über folgende Parameter definiert werden:

    • Drei Knoten
    • Mittelpunkt und Radius
Bild 4.32 Dialog Neue Linie, Register Kreis - Normal

Der Radius als Kreis-Parameter und der Kreis-Mittelpunkt sind einzutragen oder mit grafisch festzulegen. Der Punkt der Normale zur Kreisebene steuert, in welcher Ebene der Kreis generiert wird. Über die drei Schaltflächen in diesem Abschnitt kann eine der globalen Achsen ausgewählt werden.

Bild 4.33 Dialog Neuer Kreis – Definitionsart Mittelpunkt und Radius

Wird der Kreis über eine der Symbolleisten-Schaltflächen grafisch gesetzt, können die drei Knoten bzw. Mittelpunkt und Radius direkt in der Grafik gewählt oder neu erstellt werden.

Ellipse

Zur Definition einer Ellipse sind drei Knoten erforderlich.

Bild 4.34 Dialog Neue Linie, Register Ellipse

Die Knoten der Ellipse steuern die Generierung: Als Hauptachse der Ellipse wird derjenige Abstand angenommen, der zwischen den drei eingegebenen Knoten am größten ist.

Wird die Ellipse über die Symbolleisten-Schaltfläche grafisch definiert, kann sie direkt über die Angabe von drei Knoten in der Arbeitsebene gesetzt werden.

Elliptischer Bogen / Parabel / Hyperbel

Es können folgende Kegelschnittkurven als Linien definiert werden:

    • Elliptischer Bogen
    • Parabel
    • Hyperbel
Bild 4.35 Dialog Neue Linie, Register Hyperbel

Im entsprechenden Register des Dialogs Neue Linie sind die Kurvenparameter (Brennpunkte, Öffnungswinkel, Achsendrehung etc.) manuell oder grafisch festzulegen.

Wird die grafische Eingabe über eine der Symbolleisten-Schaltflächen gewählt, können die Kurvenparameter direkt in der Grafik festgelegt werden.

Spline

Splines eignen sich sehr gut, um beliebige Kurven darzustellen. Die Eingabe dieser Linien erfolgt grafisch, indem die bestimmenden Knoten der gekrümmten Linie nacheinander ausgewählt oder per Mausklick neu angelegt werden.

Bild 4.36 Dialog Neue Linie – Linientyp Spline
NURBS

NURBS (Nicht-Uniforme Rationale B-Splines) werden zur Modellierung von Freiformflächen benötigt. Hier handelt es sich um Splines, deren Kontrollpunkte nicht auf der Kurve selbst liegen. Die Linien werden in der Regel grafisch eingegeben, indem die Kontrollpunkte nacheinander ausgewählt oder per Mausklick neu angelegt werden.

Bild 4.37 Dialog Neue Linie – Linientyp NURBS
Trajektorienkurve

Mit Trajektorienkurven können spiralförmige Linien erzeugt werden. Die Eingabe erfolgt in der Regel grafisch über die links dargestellte Schaltfläche. Es erscheint folgender Dialog: