Folglich werden Membranen gesondert betrachtet und automatisch gegenüber aller anderen Elemente mit einem Dreiecksnetz vernetzt. Diese globale Einstellung kann man in den Netzeinstellungen nachvollziehen.
Vernetzung von Membranen
Der Formfindungsprozess mit RF-FORMFINDUNG verschiebt die Eckknoten der FE-Elemente von einer Membranfläche im Raum bis die definierte Oberflächenspannung im Gleichgewicht mit den Randreaktionen steht. Diese Verschiebung erfolgt unabhängig von der Elementgeometrie. Da diese freie Verschiebung bei Elementen mit vier Eckpunkten eine räumliche Drillung der Elementebene hervorrufen kann und dann die Gültigkeitsgrenzen der Berechnung nicht mehr eingehalten sind, sind für Formfindungssysteme generell Dreieckselemente zu empfehlen. Dreieckselemente bleiben unabhängig von der Verschiebung der Eckknoten eben und in den Anwendungsgrenzen der Berechnung.
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Herr Niemeier ist für die Entwicklung von RSTAB, RFEM, RWIND Simulation und den Bereich Membranbau zuständig. Zudem beschäftigt er sich mit Qualitätssicherung und Kundensupport.
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Windschutzkonstruktionen sind spezielle textile Konstruktionen, die die Umwelt vor schädlichen chemischen Partikeln schützen sowie Winderosion eindämmen sollen, und dabei helfen wertvolle Ressourcen zu erhalten. RFEM und RWIND werden für die Wind-Tragwerk-Analyse zur einseitigen Fluid-Struktur-Kopplung (fluid-structure interaction (FSI)) eingesetzt.
In diesem Beitrag wird gezeigt, wie Windschutzkonstruktionen mit RFEM und RWIND statisch bemessen werden können.
In diesem Beitrag wird gezeigt, wie Windschutzkonstruktionen mit RFEM und RWIND statisch bemessen werden können.
RFEM und RSTAB können als Vertreter der allgemeinen Stab- beziehungsweise FEM-Programme eine Vielzahl von Teilgebieten des Bauwesens abdecken. So ist auch die Bemessung von Seiltragwerken in beiden Software-Lösungen möglich. Im Folgenden sollen einige Modellierungs- und Bemessungshilfen vorgestellt werden.
Seil- und Membrankonstruktionen gelten als sehr schlanke und ästhetische Baukonstruktionen. Die teils sehr komplexen doppelt gekrümmten Formen können über geeignete Formfindungsalgorithmen gefunden werden. Ein möglicher Lösungsansatz ist hier zum Beispiel die Formensuche über das Gleichgewicht zwischen der Oberflächenspannung (vorgegebene Vorspannung und zusätzliche Last wie Eigengewicht, Druck etc.) und den gegebenen Randbedingungen.
![Grundformen von Membrankonstruktionen [1]](/de/webimage/009595/2267898/01.png?mw=512&hash=cf6341ab051e7b5d63b2a035f430245c5cc92b11)
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Durch die aktivierte Option 'Topologie auf der Formfindungsform' im Projekt-Navigator - Zeigen erfolgt eine optimierte Modelldarstellung auf Basis der Formfindungsgeometrie. Dabei werden bspw. die Lasten auf das verformte System bezogen angezeigt.
Lassen Sie Ihr Modell präzise und schnell programmübergreifend analysieren sowie berechnen. Sobald Sie die Analyse in den Schnittstellenprogrammen starten, läuft ein Stapelverarbeitungsprozess ab. Dieser stellt sämtliche Stab-, Flächen- und Volumendefinitionen des RFEM- oder RSTAB-Modells jeweils gedreht und mit allen relevanten Beiwerten in den numerischen Windkanal von RWIND 2. Dort wird das Modell analysiert und die resultierenden Oberflächendrücke werden als FE-Netzknotenlasten bzw. Stablasten in die jeweiligen Lastfälle bei RFEM bzw. RSTAB zurückgebracht.
Sie können diese mit RWIND-Lasten versehenen Lastfälle berechnen und einfach mit anderen Lasten in Lastkombinationen und Ergebniskombinationen zusammenführen.
In RFEM besteht die Option zur Kopplung von Flächen mit dem Steifigkeitstypen „Membran“ und „Membran-Orthotrop“ mit den Materialmodellen „Isotrop nichtlinear elastisch 2D/3D“ und „Isotrop plastisch 2D/3D“ (Zusatzmodul RF-MAT NL erforderlich).
Diese Funktionalität erlaubt die Simulation des nichtlinearen Dehnungsverhaltens von z. B. ETFE-Folien.
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- Formfindung von:
- zugbelasteten Membran- und Seilkonstruktionen
- druckbelasteten Schalen und Stabtragwerken
- druck- und zugbelasteten Konstruktionen
- Berücksichtigung von Gasvolumen zwischen Flächen
- Interaktion mit der Tragkonstruktion (Bemessung der Unterkonstruktion nach zahlreichen Normen)
- Flächen als 2D- und Stäbe als 1D-Element
- Definition von verschiedenen Vorspannungsbedingungen für Flächen (Membranen und Schalen)
- Definition von Kräften oder geometrischen Anforderungen für Stäbe (Seile und Balkenstäbe)
- Berücksichtigung sämtlicher Lasten (Eigengewicht, Innendruck, etc.) bei der Formfindung
- Temporäre Lagerdefinitionen für den Formfindungsprozess
- Automatische vorläufige Formfindung von Membranflächen (weitere Informationen...)
- Definition von isotropem oder orthotropem Material für die statische Berechnung
- Optionale Definition von freien Polygonlasten
- Transformation der gefundenen Form in NURBS-Flächenelemente
- Möglichkeit der kombinierten Formfindung über die Integration der vorläufigen Formfindung
- Grafische Auswertung der neuen Form über farbige Koordinaten- und Neigungsplots
- Volle Dokumentation der Berechnung mit benutzerdefinierten adaptiven Auswertungsbildern
- Exportmöglichkeit des FE-Netzes als dxf- oder Excel-Datei
Obwohl ich zwei identische Systeme modelliert habe, bekomme ich eine unterschiedliche Form. Woran liegt das?
Es scheint, dass die Stäbe nach meiner Berechnung mit RF-FORMFINDUNG unverformt bleiben. Was habe ich falsch gemacht?
Kann ich mein Schnittmuster exportieren?
Wie modelliere ich eine abgehängte, linienförmig gestützte Membrandach-Konstruktion?
Wie modelliere ich ein Zeltdach mit zwei Kegelspitzen?
Wie simuliert man einen aufblasbaren Körper in RFEM?
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