Nachdem die Knotenfreigaben festgelegt sind, generiert das Programm Knoten, die zu verschiedenen Teilen des Modells gehören, und einen unsichtbaren Stab zwischen diesen Knoten. Die Schnittgrößen sind dieselben wie für einen Stab mit dem Anfang im Originalknoten und dem Ende im entkoppelten Knoten.
Knotenfreigaben eignen sich vor allem für Stabmodelle mit nichtlinear wirkenden Geometrien. Damit lassen sich beispielsweise Stabkreuzungen mit abhebenden Trägern, verschiebliche Teilsysteme oder gekoppelte Objekte mit besonderen Randbedingungen modellieren.
So ist der Einsatz von Knotenfreigaben unter anderem bei Modellen erforderlich, bei denen Träger übereinander liegen, aber nicht starr durch Schrauben oder Schweißen verbunden sind. Ein Beispiel hierfür ist die in Bild 2 gezeigte Trägerkreuzung, bei der ein Kragträger lose auf einem Unterzug aufliegt.
In diesem Fall ist es erforderlich, eine Knotenfreigabe zu definieren, um das Modell an der Stelle, an der sich die Träger kreuzen, zu entkoppeln. In RFEM 6 sind die Knotenfreigaben im Navigator - Daten unter "Spezielle Objekte" oder über das Menü "Einfügen" → "Spezielle Objekte" → "Knotenfreigaben" → "Dialog" zu finden (Bild 3).
In beiden Fällen steht Ihnen der Dialog "Neue Knotenfreigabe" wie in Bild 4 gezeigt zur Verfügung. Sie können die Definition der Knotenfreigabe beginnen, indem Sie die Stelle (also den Knoten), an der das Modell entkoppelt und die Knotenfreigabe generiert werden soll, auswählen. Die Auswahl des Knotens kann in der oberen rechten Ecke des Dialogs erfolgen. Anschließend sind im Abschnitt "Freigegebene Objekte" die Stäbe, Flächen oder Volumen anzugeben, die am selektierten Knoten zu entkoppeln sind. Die Eingabe erfolgt durch das Eintragen der Objektnummern bzw. die grafische Auswahl der jeweiligen Objekte im Arbeitsfenster mit der Schaltfläche "in Grafik wählen".
Im vorliegenden Beispiel sind die Stäbe 3 und 4 (Kragträger liegt oben) zur Entkopplung ausgewählt. Dabei erzeugt RFEM eine Kopie des selektierten Knotens an derselben Stelle. Mithilfe der Liste im Abschnitt "Freigabe-Generierung" ist festzulegen, ob die Freigabe (Gelenk) auf dem "Ursprungsknoten" oder dem "Freigegebenen Knoten" platziert werden soll. Diese Vorgabe steuert, mit welchem Teil des Modells sich das Gelenk verformt, und kann so die Ergebnisse beeinflussen.
Als nächstes müssen die entsprechenden Bedingungen für die Knotenfreigabe festgelegt werden. Die Freiheitsgrade am Knoten werden über den Knotenfreigabe-Typ gesteuert (Bild 5), der die Eigenschaften des Gelenks beschreibt. Diese Eigenschaften steuern die Übertragung der Verformungen (und damit der Schnittgrößen) zwischen dem Originalknoten und seiner Kopie. Ein Knotenfreigabetyp kann in dem zugehörigen Dialog definiert werden, der über die in Bild 4 gezeigte Schaltfläche "Neuen Freigabetyp erzeugen" oder über den Navigator-Eintrag "Knotenfreigabe-Typen" unter den "Typen für spezielle Objekte" zugänglich ist.
Wie in Bild 5 zu sehen ist, sind die Freigabetyp-Bedingungen in drei "Translatorische" Freiheitsgrade und eine "Rotatorische" Freigabe unterteilt. Die Freigabeeigenschaften beziehen sich auf die Achsen von Stäben oder Linien. Durch Aktivieren des Kontrollfelds bei der jeweiligen Achse geben Sie vor, dass eine Verschiebung oder Verdrehung in bzw. um die entsprechende Richtung möglich ist. Anschließend können die translatorische bzw. rotatorische Federkonstante angepasst und ggf. die nichtlinearen Eigenschaften in der Spalte "Nichtlinearität" eingegeben werden.
Bevor Sie die Erzeugung eines neuen Knotenfreigabetyps bestätigen, prüfen Sie bitte, auf welches Achsensystem die Freigabe der Verschiebungen und Verdrehungen bezogen ist. Das kann im Abschnitt "Koordinatensystem" des Dialogs "Knotenfreigabe-Typ" festgelegt werden, in dem eines der folgenden Achsensysteme ausgewählt werden kann: lokales Achsensystem (x,y,z), globales Koordinatensystem (X,Y,Z) oder Sie legen selbst ein neues Koordinatensystem fest.
Bezieht sich die Freigabe auf ein lokales Koordinatensystem, wird zusätzlich der Dialogabschnitt "Lokales Achsensystem" eingeblendet (Bild 5) und der Stab bzw. die Linie (je nach Auswahl in der Liste), der bzw. die als Referenz dienen soll, kann definiert werden.
Zusammenfassung
Die Definition von Knotenfreigaben eignet sich insbesondere für Stabmodelle mit nichtlinear wirkenden Geometrien. Sie können in RFEM 6 als "Spezielle Objekte" eingesetzt und zur Modellierung von Stabkreuzungen mit abhebenden Trägern, verschieblichen Teilsystemen oder gekoppelten Objekten mit besonderen Randbedingungen verwendet werden. Durch die Definition einer Knotenfreigabe wird eine statische Entkopplung der an einen Knoten angeschlossenen Objekte ermöglicht. Die Freigabe wird über Gelenkbedingungen gesteuert, die auch nichtlineare Eigenschaften aufweisen können.
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)
