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24. Juli 2023

Linienfreigaben in RFEM 6

Linienfreigaben sind spezielle Objekte in RFEM 6. Sie ermöglichen eine strukturelle Entkopplung der mit einer Linie verbundenen Objekte. Sie werden in der Regel verwendet, um zwei nicht starr verbundene Flächen zu entkoppeln oder um nur Druckkräfte an der gemeinsamen Grenzlinie zu übertragen. Durch die Definition einer Linienfreigabe wird an derselben Stelle eine neue Linie generiert, die lediglich die gesperrten Freiheitsgrade überträgt. In diesem Artikel wird anhand eines praktischen Beispiels die Definition von Linienfreigaben erläutert.

Eine Linienfreigabe in RFEM 6 kann über das Menü "Einfügen" → "Spezielle Objekte" → "Linienfreigaben" → "Dialog" definiert werden, wie in Bild 1 gezeigt. Der Zugriff auf Linienfreigaben ist auch über den Menüpunkt "Spezielle Objekte" im Daten-Navigator möglich.

Die Nutzung von Linienfreigaben wird anhand eines praktischen Beispiels erläutert. Betrachtet wird eine Stahlkonstruktion mit einer Betonplatte, die mit einer bestimmten Exzentrizität darüber angeordnet ist (siehe Bild 1). Zunächst wird die Verformung der Platte bei einer aufgebrachten Last von 20 kN/m² demonstriert. Die zugewiesene Last ist in Bild 2 dargestellt und die damit verbundene Verformung ist in Bild 3 zu sehen.


Als Nächstes definieren wir Linienfreigaben für die Betonplatte. Wie bereits erwähnt, können Sie eine Linienfreigabe auf zwei Arten definieren: Entweder über das Menü "Einfügen" → "Spezielle Objekte" → "Linienfreigaben" → "Dialog..." oder über die "Spezielle Objekte" im Daten-Navigator (Bild 1). In beiden Fällen steht Ihnen das Dialogfeld "Neue Linienfreigabe" zur Verfügung, wie in Bild 4 zu sehen ist. Wählen Sie in der oberen rechten Ecke die betreffenden Linien und im Abschnitt "Freigegebene Objekte" dieses Dialogfeldes die Fläche Nr. 1 aus, die mit der Platte verbunden ist.

Dadurch wird Fläche Nr. 1 entlang der ausgewählten Linien entkoppelt. An derselben Stelle erzeugt RFEM eine Kopie der Linie, an der die freigegebenen Verformungen erlaubt sind. Im Abschnitt "Freigabe-Generierung" kann ausgewählt werden, ob die Freigabe (das Gelenk) auf der "Ursprungslinie" oder der „Freigegebenen Linie” positioniert wird. Mit dieser Einstellung wird festgelegt, mit welchem Teil des Modells sich das Gelenk verformt, wodurch wiederum die Ergebnisse beeinflusst werden.

Um die Übertragung der inneren Kräfte und Momente zwischen der Ursprungslinie und ihrer Kopie zu steuern, müssen die entsprechenden Eigenschaften spezifiziert werden. Dies können Sie tun, indem Sie den Typ der Linienfreigabe im Dialogfeld "Neuer Freigabetyp", wie in Bild 5 gezeigt, festlegen. Das Dialogfeld ist über das Symbol "Neuen Freigabetyp erzeugen", das in Bild 4 angezeigt wird, oder über den Eintrag "Typen für Linienfreigaben" in den "Typen für spezielle Objekte" des Daten-Navigators zu erreichen.

Um einen Linienfreigabetyp zu erstellen, müssen Sie zunächst die entsprechenden Bedingungen definieren. Im Dialogfeld „Neuer Linienfreigabe-Typ“ (Bild 5) werden diese in drei "Translatorische" Freiheitsgrade unterteilt, die die Verschiebungen in Richtung der lokalen Achsen beschreiben, sowie in eine "Rotatorische" Freigabe, die die Drehungen um die Achse der Längslinie steuert.

Durch Auswahl des Kontrollkästchens für die jeweilige Achse zeigen Sie an, dass eine Verschiebung oder Drehung eines Objekts in die entsprechende Richtung möglich ist. Anschließend kann die Konstante der Translations- oder Rotationsfeder angepasst werden sowie der geeignete Eintrag aus der Liste der Nichtlinearitäten in der Spalte "Nichtlinearität" angegeben werden. Somit können Sie die Freigabe für jede Verformungskomponente gezielt steuern.

Zum Schluss ist noch anzugeben, welches "Lokale Achsensystem" als Referenz verwendet wird. Sie können zwischen den folgenden Optionen wählen: "Ursprungslinie", "Z-Achse senkrecht zur Fläche" (Sie werden dann gebeten, die Fläche auszuwählen, deren lokale Z-Achse für die Ausrichtung der Achsen maßgeblich ist) und "Hilfsknoten" (Sie werden dann gebeten, die Nummer des Knotens einzugeben oder ihn grafisch zu definieren und die Ebene (x-y oder x-z) auszuwählen, um die Achsen zu definieren). Die Option, die Linienfreigabe um einen Winkel β zu drehen, steht in diesem Abschnitt ebenfalls zur Verfügung.

Die Einstellungen für die in diesem Beispiel definierte Linienfreigabe sind in Bild 4 und 5 zu sehen. Durch diese Vorgehensweise ist das Modell nun entlang der ausgewählten Linien entkoppelt. Bild 6 veranschaulicht die Auswirkungen der Linienfreigabe auf die Verformung der Platte.


Autor

Frau Kirova ist bei Dlubal zuständig für die Erstellung von technischen Fachbeiträgen und unterstützt unsere Anwender im Kundensupport.

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