Zeitverlaufsverfahren

Simulieren Sie beliebige Lasten über die Zeit mithilfe der Beschleunigungs-Zeitverläufe und Zeitdiagrammanalysen, gelöst mit linearen oder nichtlinearen Methoden. Definieren Sie Zeitdiagramme über eine Funktion oder in einer Tabelle.

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Stahlbogenbrücke in RFEM 6 mit farbcodierten Verschiebungen aus Zeitverlaufsanalyse

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Zeitverlaufsverfahren für RFEM 6

Wählen Sie entweder das Akzelerogramm oder das Zeitdiagramm aus, wählen Sie ein lineares oder nichtlineares Lösungsverfahren und legen Sie den Zeitschritt, die Massenmatrix und die Dämpfung fest. Das Ergebnis ist eine Zeitreihe für jedes Ergebnis.

Ergebnisse sind für globale Verformungen, Stäbe, Flächen und Lagerreaktionen verfügbar. Zu den typischen Anwendungsbereichen zählen Erdbeben, maschineninduzierte Schwingungen, Explosionsanalysen und Wanderlasten. Die Analyse ist normunabhängig.

Akzelerogramme und Zeitdiagramme mit einer Bibliothek seismischer Ereignisse
Lineare Modalanalyse, lineare implizite Newmark-Methode und nichtlineare implizite Newmark-Methode
Kombination mehrerer unabhängiger Anregungsfunktionen
Rayleigh-Dämpfung oder Lehrscher Dämpfungswert
Berechnungsdiagramme für jedes Ergebnis

Zeitreihen für jedes Ergebnis

Werten Sie globale Verformungen, Stäbe, Flächen und Lagerreaktionen Schritt für Schritt aus und fassen Sie zusammengehörige Ergebnisse in Berechnungsdiagrammen für Ihr Ausdruckprotokoll zusammen.

Seismische Bibliothek und eigene Datensätze

Verwenden Sie Akzelerogramme aus der umfangreichen Bibliothek seismischer Ereignisse oder definieren Sie eigene Datensätze per Excel-Import oder durch manuelle Eingabe von Zeit- und Beschleunigungswerten.

Lineare und nichtlineare Löser

Wählen Sie den linearen modalen, den linearen impliziten Newmark- oder den nichtlinearen impliziten Newmark-Löser aus und berücksichtigen Sie Nichtlinearitäten (wie z.B. sich ändernde Steifigkeit) dort, wo diese für Ihre Struktur von Bedeutung sind.

Zwei Analysetypen, ein Add-On

Wählen Sie ein Akzelerogramm zur Analyse der Grundanregung oder ein Zeitdiagramm zur Analyse allgemeiner Lasten im Zeitverlauf aus, die durch eine Funktion oder in einer Tabelle definiert sind, um den gesamten Bereich dynamischer Anwendungen abzudecken.

Mit dem Add-On Zeitverlaufsverfahren können Sie eine Vielzahl von Anwendungen simulieren, die eine Zeitbereichsanalyse erfordern, und dabei von der Integration mit anderen Add-Ons, Funktionen und grafischen Fähigkeiten von RFEM 6 profitieren. Zu den relevanten Anwendungsfällen gehören unter anderem:

Dreigeschossiger Stahlrahmen in RFEM 6 mit farblich codierten Schwingungsauslenkungen aus einer Zeitverlaufsanalyse

Akzelerogramme für Erdbebenanalyse

Simulieren Sie das Problem der Grundanregung für beliebige Strukturen. Definieren Sie Ihre eigene Erdbebenaufzeichnung oder verwenden Sie eine aus unserer Bibliothek für seismische Ereignisse.

Explosionsanalyse

Verwenden Sie die Zeitdiagramm-Analyse, um Druck-Zeit-Schritte zu definieren, die die Ausbreitung von Schockwellen simulieren. Führen Sie die Berechnung anhand der Modaleigenschaften des Systems oder mit der linearen impliziten Newmark-Methode durch.

Maschineninduzierte Schwingungen

Beschreiben Sie maschineninduzierte Schwingungen mithilfe einer Zeitfunktion. Wählen Sie anschließend ein nichtlineares Verfahren aus, um Nichtlinearitäten zu berücksichtigen, und bewerten Sie die Ergebnisse anhand von Berechnungsdiagrammen.

Wanderlasten

Verwenden Sie den Wanderlast-Assistenten, um Lasten zu erstellen und diese in eine Zeitverlaufsverfahren-Lastkombination zu integrieren. Dadurch werden jeder Last ein räumlicher Ort und eine zeitliche Reihenfolge zugewiesen.

Dialog „Sensor Value Definitions" in RFEM 6 für Messdaten des digitalen Zwillings

Digitale Zwillinge in der Analyse

Verwenden Sie die Standardfunktion von RFEM, um Sensoren und ihre Messdaten im Modell zu speichern und Grenzwertvergleiche in der Zeitverlaufsanalyse durchzuführen.

Dialog "Berechnungsdiagramm bearbeiten" in RFEM 6 mit einer Zeitreihe von Knotenbeschleunigungen

Berechnungsdiagramme für Zeitreihen

Erstellen Sie für jedes Ergebnis eine Zeitreihe, speichern Sie anschließend das Diagramm oder fügen Sie es dem Ausdruckprotokoll hinzu. Die 2D-Gruppendiagramme fassen verwandte Ergebnisse in einem einzigen Diagramm zusammen, sodass sie sich leicht miteinander vergleichen lassen.

Dialog "Neuer Stabgelenk" in RFEM 6 mit dem plastischen Diagramm nach ASCE/SEI 41-17, Tabelle 10-7

Plastische Gelenke (ASCE/SEI 41-17)

Gemäß Tabelle 10-7 der Norm ASCE/SEI 41-17 werden bei plastischen Gelenken die Längs- und Querbewehrung sowie die Schubkraft berücksichtigt. Hierfür sind das Add-On Betonbemessung sowie entweder Pushover-Analyse oder Zeitverlaufsverfahren erforderlich.

Dialog „Lastfälle und Kombinationen" in RFEM 6 mit einem periodischen Zeitdiagramm, das einem Lastfall zugewiesen ist

Zeitdiagramm-Analysetyp

Definieren Sie eine Multiplikatorfunktion für die Lasten oder geben Sie die Multiplikationsfaktoren Schritt für Schritt in einer Tabelle ein. Verwenden Sie Zeitdiagramme für Lastfälle oder Lastkombinationen, die sich ideal für die Explosionsanalyse und Wanderlasten eignen.

Berechnungsdiagramm der Knotenbeschleunigungen mit RMS-Auswertung über ein Brückenmodell in RFEM 6

Akzelerogramm-Analysetyp

Erstellen Sie ein Modell der Grundanregung anhand eines Akzelerogramms aus der RFEM-Bibliothek, einer importierten Excel-Datei oder manuell eingegebener Daten. Skalieren Sie anschließend jede der drei Komponenten und drehen Sie die Achsen bei Bedarf.

Dialog "Zeitverlaufsanalyse" in RFEM 6 mit Rayleigh-Dämpfungsparametern

Lineare und nichtlineare Verfahren

Wählen Sie zwischen linearen modalen, linearen impliziten Newmark- oder nichtlinearen impliziten Newmark-Verfahren. Nichtlineare Verfahren berücksichtigen Nichtlinearitäten. Die Definitionen der Massenmatrix und des Zeitschritts sind für alle Verfahren identisch.

Einachsiger Solartracker mit gedämpften Enden

Die viskosen Dämpfer an den äußeren Stützen versteifen den Tracker und begrenzen die durch Windböen verursachten Torsionsverformungen. Zur Bewertung der aeroelastischen Empfindlichkeit und der Ermüdung wurden Zeitverlaufsanalysen durchgeführt. Ingenieurbüro: Axial Structural Solutions.

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Einschieniger Solartracker in RFEM 6 modelliert mit einem Berechnungsdiagramm der Zeitverlaufsanalyse

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Es gibt zwei Möglichkeiten. Wenn Sie die lineare modale Methode auswählen, wird die Definition der Massenmatrix aus der Modalanalyse übernommen. Bei allen anderen Methoden wählen Sie einen Lastfall oder eine Kombination aus und definieren die Einstellungen für die Massenmatrix in den Einstellungen der Zeitverlaufsanalyse.

Das hängt von der gewählten Analysemethode ab. Nur bei linearen Methoden können Sie zwischen der Lehrschen Dämpfung (konstant) und der Rayleigh-Dämpfung wählen. Alle anderen Methoden verwenden das Rayleigh-Modell.

Sie können zwei Arten von Analysen durchführen:

Akzelerogramm: Modellieren Sie die Reaktion einer beliebigen Struktur auf eine Grunderregung, wobei Sie entweder Ihre eigene Erdbebenaufzeichnung oder eine aus der Bibliothek seismischer Ereignisse verwenden können.
Zeitdiagramm: Beschreiben Sie eine Last im Zeitverlauf entweder mithilfe einer Funktion oder anhand von tabellarischen Werten.

Mit dem Add-On können Sie eine Vielzahl von Analysen direkt in Ihrem RFEM 6-Modell simulieren:

Erdbebenanalyse (Akzelerogramme): Simulieren Sie Grunderregungsprobleme unter Verwendung eigener Erdbebenaufzeichnungen oder Ereignisse aus der Bibliothek.
Explosionsanalyse: Verwenden Sie Zeitfunktionen, um die Ausbreitung von Schockwellen darzustellen.
Maschineninduzierte Schwingungen: Definieren Sie zeitabhängige Anregungsfunktionen, um Maschineneinflüsse abzubilden.
Wanderlasten: Erstellen Sie Wanderlastszenarien und integrieren Sie diese in zeitabhängige Lastkombinationen.

Der Hauptunterschied besteht darin, wie Nichtlinearitäten berücksichtigt werden. Bei der linearen Analyse bleibt die Steifigkeitsmatrix konstant. Bei einer nichtlinearen Analyse wird die Steifigkeitsmatrix bei jedem Schritt neu berechnet, um zu prüfen, ob eine Bedingung erfüllt ist, die eine Nichtlinearität aktiviert.

Lineare Verfahren: Lineare modale und lineare implizite Newmark-Methode (RFEM und RSTAB)
Nichtlineare Verfahren: Nichtlineare implizite Newmark-Methode in RFEM und nichtlineare explizite Methode (I. und III. Ordnung) in RSTAB

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Zeitverlaufsverfahren für RFEM 6 / RSTAB 9

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