RFEM-/RSTAB-Zusatzmodul RF-/DYNAM Pro - Nichtlinearer Zeitverlauf

Dlubal-Webinar: Zeitverlaufsberechnung mit RF-/DYNAM Pro - Gehen und Laufen über eine Fußgängerbrücke

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Erweiterung von RF-/DYNAM Pro für das Zeitverlaufsverfahren unter Berücksichtigung von Nichtlinearitäten

Das Zusatzmodul RF-/DYNAM Pro - Nichtlinearer Zeitverlauf ermöglicht eine nichtlineare dynamische Tragwerksanalyse für eine äußere Erregung. Unterschiedliche Erregerfunktionen lassen sich tabellarisch, als harmonische Lasten oder als Funktion der Zeit definieren. Die nichtlineare Zeitverlaufsanalyse wird mit Hilfe des nichtlinearen impliziten Newmark-Solvers (nur RFEM) und eines expliziten Solvers realisiert. Mit dieser Modulerweiterung ist die Beschränkung auf lineare Systeme in der Dynamik aufgehoben.

Für RFEM steht das Zusatzmodul derzeit noch als Beta-Version zur Verfügung.

  1. Leistungsmerkmale

    • Definition benutzerdefinierter Zeitdiagramme als Funktion der Zeit, tabellarisch oder harmonisch
    • Zeitdiagramme werden mit RFEM-/RSTAB-Lastfällen oder Lastkombinationen kombiniert (dies ermöglicht die Definition von zeitlich veränderlichen Knoten-, Stab- und Flächenlasten sowie freien und generierten Lasten)
    • Kombination von mehreren unabhängigen Erregerfunktionen möglich
    • Nichtlineare Zeitverlaufsanalyse mit implizitem Newmark-Solver (nur RFEM) oder explizitem Solver
    • Strukturdämpfung wird über die Rayleigh-Dämpfungskoeffizienten definiert.
    • Anfangsverformungen können aus einem Lastfall importiert werden (nur RSTAB)
    • Steifigkeitsmodifikationen als Anfangsbedingungen möglich, z. B. Normalkrafteinfluss, deaktivierte Stäbe (nur RSTAB)
    • Grafische Ergebnisdarstellung in einem Zeitverlaufsdiagramm
    • Export von Ergebnissen in benutzerdefinierten Zeitschritten oder als Umhüllende
  2. Nichtlinearitäten

    • Nichtlineare Stabtypen, wie Zug- und Druckstäbe sowie Seile
    • Stabnichtlinearitäten wie Ausfall, Reißen und Fließen unter Zug bzw. Druck
    • Auflagernichtlinearitäten wie Ausfall, Reibung, Diagramm und teilweise Wirkung
    • Gelenknichtlinearitäten wie Reibung, teilweise Wirkung, Diagramm und Fest bei positiven bzw. negativen Schnittgrößen
  3. Einschränkungen der RFEM-Beta-Version

    • Zeitverlaufsverfahren von Beschleunigungs-Zeit-Anregungen an den Auflagern ist in der Entwicklung
    • Nichtlineare Materialmodelle sind in der Entwicklung
    • Kontaktelemente werden momentan noch nicht unterstützt
    • Anfangszustand der aus einem Lastfall / Lastkombination importiert werden kann, ist in der Planung
  4. Allgemeine Angaben

    Eingabe

    RF-/DYNAM Pro - Nichtlinearer Zeitverlauf ist in die Struktur von RF-/DYNAM Pro - Erzwungene Schwingungen integriert und durch die zwei nichtlinearen Solver (in RSTAB ein nichtlinearer Solver) erweitert. 

    Kraft-Zeit-Diagramme werden vom Benutzer als transient, periodisch oder als Funktion der Zeit eingegeben. Dynamische Lastfälle kombinieren die Zeitdiagramme mit statischen Lastfällen, was eine große Flexibilität mit sich bringt. Des Weiteren werden die Zeitschritte für die Berechnung, die Strukturdämpfung und die Exportoptionen in den dynamischen Lastfällen definiert.

  5. Wahl der nichtlinearen Analyse in RF-DYNAM Pro - Nichtlinerarer Zeitverlauf

    Berechnung

    In RFEM:
    Das nichtlineare Zeitverlaufsverfahren wird mit dem impliziten Newmark-Solver oder einem expliziten Solver gelöst. Beides sind direkte Zeitintegrationsverfahren. Der implizite Solver benötigt hinreichend kleine Zeitschritte, um genaue Ergebnisse zu erzielen. Der explizite Solver bestimmt den benötigten Zeitschritt automatisch, um die Stabilität der Lösung zu gewährleisten. Der explizite Solver ist geeignet, um kurze Anregungen wie zum Beispiel eine Impulsanregung oder eine Explosion zu analysieren.

    In RSTAB:
    Das nichtlineare Zeitverlaufsverfahren wird mit dem expliziten Solver gelöst. Dieser ist ein direktes Zeitintegrationsverfahren und bestimmt den benötigten Zeitschritt automatisch, um die Stabilität der Lösung zu gewährleisten.
  6. Zeitverlaufsdiagramm (temporärer Zugstabausfall bei einer Schwingungsbeanspruchung)

    Ergebnisse

    Durch die Integration von RF-/DYNAM Pro in die Hauptprogramme RFEM bzw. RSTAB lassen sich numerische und grafische Ergebnisse von RF-/DYNAM Pro - Nichtlinearer Zeitverlauf im Ausdruckprotokoll dokumentieren. Weiterhin sind alle RFEM-/RSTAB-Optionen der grafischen Darstellung verfügbar. Die Ergebnisse aus dem Zeitverlaufsverfahren werden in einem Zeitverlaufsdiagramm angezeigt.

    Ergebnisse werden in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt und die numerischen Werte lassen sich in MS Excel exportieren. Ergebniskombinationen können exportiert werden, entweder resultierend aus einem einzelnen Zeitschritt oder die ungünstigsten Ergebnisse von allen Zeitschritten werden herausgefiltert.

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