Búsqueda de forma en RFEM 6

Artículo técnico sobre el tema del análisis de estructuras usando de Dlubal Software

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Artículo técnico

RFEM 6 incluye el complemento Búsqueda de forma (form-finding) para determinar las formas de equilibrio de modelos con superficies sometidas a tracción y barras sometidas a esfuerzos axiles. Este complemento se puede activar en los Datos básicos del modelo y se puede usar para encontrar la posición geométrica donde el pretensado de las estructuras ligeras está en equilibrio con las reacciones de contorno existentes.

Entrada de datos

Una vez se modelan las estructuras en RFEM, se puede iniciar el proceso de la búsqueda de forma. En RFEM 6, esto se hace asignando una carga de búsqueda de forma a elementos como membranas y cables. La carga se debe definir en un caso de carga exclusivo con la categoría de caso de carga "Pretensado", como se muestra en la figura 1.

Los datos de entrada para la carga superficial del tipo de búsqueda de forma para una membrana incluyen el método de cálculo (estándar o proyección), la definición de la búsqueda de forma (fuerza o tensión) y la magnitud de la carga correspondiente (figura 2). En estas opciones, el método estándar describe un vector que se puede mover libremente en el espacio hasta que alcanza la posición final, mientras que el método de proyección describe un vector que se puede mover parcialmente en el espacio y está fijo en sus coordenadas XY. Generalmente, es preferible el método estándar. El método de proyección es adecuado para modelos que se extienden alrededor de un eje central (formas cónicas).

Es importante mencionar que si desea aplicar un pretensado superficial ortótropo, se debe seleccionar la casilla de verificación Ejes de entrada en el cuadro de diálogo "Editar superficies" y ajustar los parámetros de entrada de acuerdo con la figura 3.

Por otro lado, la carga en barra del tipo de búsqueda de forma se puede introducir geométricamente o como una fuerza. La primera manera se puede definir en términos de longitud, longitud sin tensión y flecha (incluyendo una flecha vertical máxima y en el punto más bajo vertical). Esto se ilustra en la figura 4. Esta última se puede definir como un esfuerzo en la barra, como una tracción en los extremos, como un componente de tracción horizontal o como una densidad de fuerza (figura 5).

Configuración del análisis estático

La configuración del análisis se puede realizar como se muestra en la Figura 6. De esta manera, el usuario puede especificar cuántas iteraciones el cálculo de la búsqueda de forma debe pretensar los elementos con el valor definido previamente. Cuando se sobrepasa este límite, el programa se detiene repetidamente, aplicando el pretensado con el valor inicial durante el cálculo de la búsqueda de forma. De hecho, el aumento de las iteraciones permitidas puede dar como resultado una convergencia mejor.

A continuación, se puede ajustar la velocidad de convergencia que controla la estabilidad del cálculo. El cálculo de búsqueda de forma aplica la rigidez absoluta a las superficies de membrana, pero el usuario puede aumentar la rigidez definiendo un valor menor que 1. Esto da como resultado una convergencia más lenta, pero una mayor estabilidad de cálculo.

En la configuración también está disponible la opción para integrar la búsqueda de forma preliminar. La búsqueda de forma preliminar desplaza los elementos superficiales de elementos finitos (EF) utilizando el método lineal simple de fuerza-densidad. Por lo tanto, el camino entre la posición inicial y la posición final se reduce generalmente para el proceso de búsqueda de forma iterativo real. Esto ahorra un cierto tiempo de cálculo y el proceso de búsqueda de forma global es más rápido.

Resultados

Tan pronto como se haya calculado el caso de carga, se pueden mostrar gráficamente las deformaciones, así como los resultados de las barras y las superficies en la pestaña Resultados del Navegador. Las Deformaciones globales describen la deformación entre la entrada inicial y la forma de equilibrio determinada, mientras en Superficies se incluyen los estados de fuerza o tensión para la forma de equilibrio, teniendo en cuenta los parámetros de búsqueda de forma definidos. En la figura 7 y la figura 8 se muestran ejemplos de estos resultados.

Aplicación de una carga posterior

Los resultados disponibles en este punto representan una nueva configuración del modelo. Para un cálculo y análisis estructural adicionales del modelo general, el programa transfiere la geometría de la forma encontrada, incluyendo las deformaciones por elemento, a un estado inicial universalmente aplicable para su uso en los casos de carga y combinaciones de carga. Si desea aplicar una cierta carga con carácter retroactivo, debe considerar el estado inicial del caso de carga de la búsqueda de forma. Esto significa que la deformación con respecto a los casos de carga posteriores se aplica a la forma de equilibrio determinada previamente.

La opción para considerar el estado inicial del caso de carga de la búsqueda de forma se puede activar como se muestra en la figura 9. Un ejemplo de una introducción de carga de este tipo se muestra en la figura 10, donde se aplica la nieve teniendo en cuenta la forma de equilibrio de la estructura ligera.

Autor

Irena Kirova, M.Sc.

Irena Kirova, M.Sc.

Marketing y soporte al cliente

La Sra. Kirova es responsable de la creación de artículos técnicos y proporciona soporte técnico a los clientes de Dlubal.

Palabras clave

Búsqueda de forma Membrana Equilibrium Shape Cable

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  • Actualizado 14. diciembre 2021

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Programa principal

El software de análisis de estructuras RFEM 6 es la base de un sistema de software modular.
El programa principal RFEM 6 se utiliza para definir estructuras, materiales y cargas para sistemas estructurales planos y espaciales compuestos por placas, muros, láminas y barras.
El programa permite también crear estructuras mixtas, así como modelar elementos sólidos y de contacto.

Precio de la primera licencia
3.990,00 USD