El software de análisis de estructuras RFEM 6 es la base de un sistema de software modular. El programa principal RFEM 6 se usa para definir estructuras, materiales y cargas de sistemas estructurales planos y espaciales compuestos por placas, muros, láminas y barras. El programa también le permite crear estructuras mixtas, así como modelar elementos sólidos y de contacto.
RSTAB 9 es un software potente de análisis y dimensionamiento en 3D de estructuras de vigas, pórticos o cerchas, que refleja el estado de la técnica actual y ayuda a los ingenieros y consultores de estructuras a cumplir con los requisitos de la ingeniería de estructuras moderna.
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Um ein nicht lineares Element wie ein Stabendgelenk mit Diagramm oder Ausfall anlegen zu können, muss zunächst das Stabendgelenk angelegt werden. Wenn RFEM das Stabendgelenk kennt, kann dieses über die Schnittstelle IMemberEndRelease geholt werden. Diese Schnittstelle verfügt dann über die Methoden GetData() und SetData(). Beide Methoden sind in der Lage sowohl die einfachen Stabendgelenkdaten vom Typ MemberEndRelease als auch die Daten einer Nichtlinearität auszulesen bzw. zu schreiben.
Im folgenden Beispiel wird in Stabendgelenk zunächst für die x-Richtung ein Gelenk aktiviert und dann als Nichtlinearität in x-Richtung der Typ WorkingDiagramType eingestellt. Nachdem diese Daten mithilfe eines Prepare-Finish-Modification-Blocks an RFEM übergeben wurden, legt dieses intern die Nichtlinearität an. Um diese mit Daten zu füllen, werden zunächst die vorhandenen Daten über GetData() von der Schnittstelle des Stabendgelenks geholt.
Nachdem die Daten (NonlinearityDiagram) ausgefüllt wurden, werde diese wieder mit SetData() übergeben:
Sub SetNLDiagram()Dim model As RFEM5.modelSet model = GetObject(, "RFEM5.Model")On Error GoTo eDim iApp As RFEM5.ApplicationSet iApp = model.GetApplicationiApp.LockLicenseiApp.ShowDim iModelData As RFEM5.iModelDataSet iModelData = model.GetModelData' modify member end release' set nonlinearity "Diagram" for x translationDim iMemHing As RFEM5.IMemberHingeSet iMemHing = iModelData.GetMemberHinge(1, AtNo)Dim memHing As RFEM5.MemberHingememHing = iMemHing.GetData()memHing.TranslationalConstantX = 0memHing.TranslationalNonlinearityX = WorkingDiagramType' Set new dataiModelData.PrepareModificationiMemHing.SetData memHingiModelData.FinishModification' create diagramDim tbl1() As DoubleReDim tbl1(1, 1)tbl1(0, 0) = 0 ' u-xtbl1(0, 1) = 0 ' P-xtbl1(1, 0) = 0.02 ' u-x (mm)tbl1(1, 1) = 2000 ' P-x (N)Dim nldHing As RFEM5.NonlinearityDiagramnldHing.ForceType = StiffnessDiagramForceType.NoneStiffnessForcenldHing.PositiveZoneType = DiagramAfterLastStepType.TearingDiagramTypenldHing.PositiveZone = tbl1nldHing.Symmetric = TrueDim iNldiag As RFEM5.INonlinearityDiagramSet iNldiag = iMemHing.GetNonlinearity(AlongAxisX)' Set new dataiModelData.PrepareModificationiNldiag.SetData nldHingiModelData.FinishModificatione: If Err.Number <> 0 Then MsgBox Err.description, , Err.Sourcemodel.GetApplication.UnlockLicenseEnd Sub
Die Vorgehensweise ist für Knotenlager und andere Nichtlinearitäten analog.
Die Linienfreigaben gibt es in dieser Form in RFEM 6 aktuell noch nicht.
Sie können Nichtlinearitäten in Zukunft aber auch direkt bei den Liniengelenken definieren.Zum aktuellen Stand (November 2021) stehen diese Nichtlinearitäten allerdings leider noch nicht gänzlich zur Verfügung. Diese werden über Programmupdates nachgereicht.
Weitere Freigabetypen für Knoten, Linien und Flächen sind zum aktuellen Stand ebenfalls noch in Entwicklung. Diese werden ebenfalls über Programmupdates nachgereicht.
En los parámetros de cálculo de RFEM 5 y RSTAB 8, los cuadros de texto Número de incrementos de carga para casos de carga/ combinaciones de carga están disponibles en la pestaña Parámetros de cálculo global. Diese zwei Eingaben steuern die numerische stufenweise Aufbringung der definierten Lastrandbedingungen in den jeweiligen Lastfällen und Lastkombinationen. Dabei beschreibt der reziproke Wert der Eingabe einen Bruchteil der Last. Der Lösungsprozess bringt dann in sogenannten Laststufen die definierten Lastbruchteile sukzessive bis zum Erreichen der vollständigen Last auf das Modell auf. In den einzelnen Laststufen versucht der Gleichungslöser im Rahmen der maximal erlaubten Iterationen ein Gleichgewicht zu finden und damit passenden Startwerte für die nächste Laststufe vorzugeben.
Bildlich kann man sich vorstellen, dass der Lösungsprozess die komplette Last eines Lastfalls oder einer Lastkombination in einer "Gießkanne" sammelt und portionsweise auf das lastsammelnde Modell gießt. Die Anzahl der Laststufen korreliert hierbei mit der Geschwindigkeit der Aufbringung. Dabei ist die Geschwindigkeit nicht als realer Zeitparameter, sondern rein numerisch zu verstehen.
Nota importante: Die stufenweise Lastaufbringung hat nur einen Effekt bei nichtlinearen Tragsystemen. Sie liefert in der Regel mit steigernder Anzahl von Laststufen eine entsprechend höhere Ergebnisqualität. Grundsätzliches Ziel dieser Methode ist es, in den jeweiligen Laststufen eine Mikrokonvergenz zur Vorgabe neuer hochwertiger Startwerte für die nächste Laststufe zu finden und damit final eine Makrokonvergenz für den ganzen Lastfall zu erreichen.
Es stehen zwei Auswahlmöglichkeiten zur Verfügung: eine automatische Zeitschrittwahl und eine manuelle. Gerade für eine Struktur mit Nichtlinearitäten wird immer empfohlen, den Zeitschritt manuell zu wählen, da die automatische Ermittlung nur anhand der definierten Akzelerogramme bzw. Zeitdiagramme durchgeführt wird. Dafür sollte eine Zeitschrittkonvergenzstudie durchgeführt werden, welche die Berechnungszeit und die Genauigkeit ins Verhältnis setzt.
Der zu wählende Zeitschritt ist von vielen Faktoren abhängig, darunter die Erregungsfrequenz, die Frequenz und die Größe der Struktur, sowie der Grad an Nichtlinearitäten. Es kann also keine allgemeingültige Aussage über die Größe des Zeitschritts getroffen werden.
Um eine ausreichende Genauigkeit zu erreichen, sollte die maßgebende Periode T = 1/f in etwa 20 Schritte unterteilt werden, d. h. der Zeitschritt Δt ist wie folgt zu wählen:
$\mathrm{Δt}\;<\frac{\mathrm T}{20}\;=\;\frac1{20\mathrm f}\;=\;\frac{\mathrm\pi}{10\mathrm\omega\;}$
Für transient definierte Anregungen, wie Akzelerogramme oder tabellierte Zeitdiagramme, sollte der kürzeste Zeitabschnitt in 7 Schritte unterteilt werden:
$\mathrm{Δt}\;=\;\frac{\mathrm{Min}\left\{{\mathrm t}_{\mathrm i+1}\right.-\;{\mathrm t}_{\mathrm i}\}\;}7$
Unabhängig der Berechnung werden Zeitschritte zum Speichern der Ergebnisse angegeben.
Bei einer Lochleibung werden die Kräfte nur über Druck übertragen. Zugkräfte treten nicht auf. Diese Effekte könnten Sie wie folgt modellieren (Beispiel siehe Bild):
1. Öffnung in Fläche erzeugen
2. Einen Balkenstab mit der Nichtlinearität Ausfall bei Zug erzeugen und in Öffnung setzen. Es ist wichtig, einen Balkenstab und keinen Druckstab zu verwenden (ein Druckstab ist ein Fachwerkstab, wodurch das System kinematisch wäre).
3. Stab in Öffnung rotieren und dabei mehrfach kopieren
Anstelle der Stäbe könnte man die Öffnung auch durch eine Fläche mit der Steifigkeit Membranzugfrei füllen. Bei der Verwendung dieser Flächensteifigkeit geschieht Folgendes:
Die Berechnung erfolgt in mehreren Iterationen. Nach der ersten Iteration wird überprüft, in welchen Flächenelementen für die Hauptmembranspannung Zug auftritt. Diese Elemente fallen in der nächsten Iteration aus (besser gesagt, die Steifigkeit wird stark reduziert).
Bei beiden Modellierungsvarianten sollte man in etwa die gleichen Ergebnisse erhalten.