Pour le maillage des solides, vous avez la possibilité d'appliquer un maillage EF en couches. Cette option permet de diviser avec précision un solide à l'aide d'éléments finis entre deux surfaces parallèles.
Les éléments courbés se trouvent uniquement dans RFEM. Ici, vous pouvez facilement intersecter des surfaces et des solides courbes.
En effectuant cela, le programme génère pour vous de nouvelles surfaces manipulables avec le type de surface « Coupé ». Grâce à cette technologie, vous pouvez créer des géométries très complexes, telles que des intersections de tuyaux ou des ouvertures courbes, d'un simple clic.
L'intersection des solides est effectuée de manière adaptative à l'aide des nouveaux types de volume « Trou » et « Intersection », selon la théorie des ensembles. Cette méthode permet de créer de nouvelles géométries de solide complexes de la même manière que lors du processus de production en atelier (perçage, fraisage, tournage, etc.). Il vous est ainsi possible de créer des formes de fosse de construction complexes ou des formes de solide perforé. C'est aussi simple que cela !
Vous savez probablement déjà que les libérations nodales, linéiques et surfaciques sont utilisées pour définir les conditions de transfert entre les objets. Par exemple, vous pouvez libérer des barres, des surfaces et des solides d'une ligne. De plus, il est également possible que les libérations aient des propriétés non linéaires, telles que 'Fixé si n positif', 'Fixe si n négatif', etc.
Une sortie graphique et tabulaire des résultats pour les déformations, les contraintes et les déformations vous aide à déterminer les solides de sol. Pour ce faire, des critères de filtre spéciaux vous permettent de sélectionner des résultats spécifiques.
Le programme ne vous laisse pas seul avec les résultats. Si vous souhaitez évaluer graphiquement les résultats dans les solides de sol, des objets repères sont disponibles. Définissez les plans de coupe, par exemple. Vous pouvez ainsi afficher les résultats correspondants à n'importe quel niveau du solide de sol.
Vous pouvez même faire plus que cela ! L'utilisation de coupes de résultats et de boîtes de coupe facilite l'analyse graphique du solide de sol.
Les solides de sol que vous souhaitez analyser sont regroupés en massifs de sol.
Utilisez les profils de sol comme base pour une définition du massif de sol respectif. Le programme permet ainsi une génération conviviale du massif, y compris la détermination automatique des interfaces de couche à partir des données de profils, ainsi que le niveau de l'eau souterraine et les appuis surfaciques aux limites.
Les massifs de sols vous offrent la possibilité de spécifier une taille de maillage EF cible indépendamment du paramètre global pour le reste de la structure. Vous pouvez ainsi considérer les différentes exigences du bâtiment et du sol dans l'ensemble du modèle.
Pour les solides, en plus du « Raffinement de maillage » et de la « Direction spécifique », l'option « Grille pour les résultats » peut être activée, dans laquelle les points de grille peuvent être organisés dans l'espace volumique. Le centre de gravité peut notamment être défini comme origine. Il est également possible d'activer la visibilité de la grille pour les résultats numériques dans le 'Navigateur - Afficher' sous Objets de base.
Connaissez-vous déjà le modèle de matériau de Tsai-Wu ? Il combine des propriétés plastiques et orthotropes, ce qui permet la modélisation spéciale de matériaux présentant des caractéristiques anisotropes, tels que le plastique renforcé de fibres ou le bois.
Lorsque le matériau devient plastique, les contraintes restent constantes. Une redistribution est réalisée selon les rigidités disponibles dans les directions individuelles. La zone élastique correspond au modèle Orthotrope | Modèle de matériau Linéaire élastique (solides). Pour la zone plastique, le fluage selon Tsai-Wu est appliqué :
Toutes les forces sont définies positivement. Vous pouvez imaginer le critère de contrainte sous la forme d'une surface elliptique dans la zone de contraintes à six dimensions. Si l'une des trois composantes de contrainte est appliquée comme une valeur constante, la surface peut être projetée sur un espace de contraintes tridimensionnel.
Si la valeur de fy(σ), selon l'équation de Tsai-Wu, condition de contrainte plane, est inférieure à 1, les contraintes se trouvent dans la zone élastique. Le domaine plastique est atteint dès que fy (σ) = 1. Les valeurs supérieures à 1 ne sont pas admises. Le modèle est idéal plastique, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de raidissement.
Le saviez-vous ? Contrairement à d'autres modèles de matériau, le diagramme contrainte-déformation de ce modèle de matériau n'est pas antimétrique par rapport à l'origine. Ce modèle de matériau permet de simuler le comportement d'un béton fibré, par exemple. Pour plus d'informations sur la modélisation du béton fibré, consultez l'article technique Propriétés de matériau du béton fibré.
Dans ce modèle de matériau, la rigidité isotrope est réduite à l'aide d'un paramètre d'endommagement scalaire. Ce paramètre d'endommagement est déterminé à partir de la courbe de contrainte définie dans le diagramme. La direction des contraintes principales n'est pas prise en compte. L'endommagement se produit plutôt dans la direction de la déformation équivalente, qui couvre également la troisième direction perpendiculaire au plan. L'aire de traction et de compression du tenseur des contraintes est traitée séparément. Des paramètres d'endommagement différents s'appliquent dans ce cas.
La « Taille de référence de l'élément » contrôle la manière dont la déformation dans la zone de la fissure est adaptée à la longueur de l'élément. Avec la valeur par défaut zéro, aucune mise à l'échelle n'est effectuée. Le comportement du béton fibré est ainsi modélisé de manière réaliste.
Le but de cette fonctionnalité est de rendre votre vérification plus efficace. Outre les ensembles de barres, vous avez également la possibilité de combiner des lignes, des surfaces et des solides sous forme d'ensembles. Par exemple, vous pouvez les considérer comme des éléments uniformes dans le calcul.
RFEM entre dans une nouvelle phase avec RFEM 6 ! La nouvelle génération du logiciel de calcul de structures aux éléments finis permet également le calcul de structures composées de barres, de surfaces et de solides. Beaucoup de fonctionnalités éprouvées restent disponibles, mais nous les avons améliorées et ajouté de nouvelles fonctionnalités pour faciliter votre travail avec RFEM.
Ce qui distingue particulièrement RFEM 6 est son concept de calcul moderne avec des modules intégrés directement dans le logiciel. Vous souhaitez en savoir davantage ?
Utilisez les spécifications des types d'élément pour les barres, les surfaces, les solides, etc., pour faciliter votre entrée (par exemple, les non-linéarités de barre, les rigidités de barre, les appuis de calcul, etc.).
Vous avez maintenant de nouvelles options pour votre vérification : Avec l'implémentation des ensembles de lignes, de surfaces et de solides, de nouvelles options de charge ont été ajoutées pour charger ces ensembles. Essayez dès maintenant !
Par rapport au module additionnel RF-/STEEL (RFEM 5 / RSTAB 8), les nouvelles fonctionnalités suivantes ont été ajoutées au module complémentaire Analyse contrainte-déformation pour RFEM 6 / RSTAB 9 :
Traitement des barres, surfaces, solides, cordons de soudure (soudure linéique entre deux ou trois surfaces avec calcul ultérieur des contraintes)
Sortie des contraintes, ratios de contraintes, étendue des contraintes et déformations
Contrainte limite en fonction du matériau assigné ou d'une entrée définie par l'utilisateur
Spécification individuelle des résultats à calculer à l'aide de types de paramètres librement assignés
Détails des résultats non modaux avec affichage de la formule préparée et affichage supplémentaire des résultats au niveau de la section des barres
Le saviez-vous ? L'optimisation de la structure complète les paramètres entrés dans les logiciels RFEM ou RSTAB. Il s'agit d'un processus parallèle au calcul du modèle proprement dit avec toutes ses définitions de calcul habituelles. Le module complémentaire suppose que votre modèle ou bloc est structuré avec une relation paramétrique et est contrôlé dans son intégralité par des paramètres de contrôle globaux de type « Optimisation ». Par conséquent, il existe une limite inférieure et supérieure et une taille de pas pour les paramètres de contrôle afin de délimiter la zone d'optimisation. Si vous voulez trouver les valeurs optimales pour les paramètres de contrôle, vous devez spécifier un critère d'optimisation (par exemple le poids minimum) avec la sélection d'une méthode d'optimisation (par exemple l'optimisation du nuage de particules).
L'estimation des coûts et des émissions de CO2 se trouve déjà dans les définitions des matériaux. Vous pouvez activer les deux options individuellement dans chaque définition de matériau. L'estimation est basée sur un coût unitaire ou une émission unitaire pour les barres, les surfaces et les solides. Vous pouvez choisir de spécifier les unités par poids, de volume ou de surface.
Les deux méthodes d'optimisation ont un point commun. À la fin du processus, elles vous fournissent une liste de mutations de modèle à partir des données enregistrées. Elle contient les détails du résultat de l'optimisation de contrôle et l'attribution des valeurs correspondantes aux paramètres d'optimisation. Cette liste est organisée par ordre décroissant. Vous trouverez la meilleure solution supposée en première ligne. Dans ce cas, le résultat de l'optimisation avec sa valeur déterminée est le plus proche du critère d'optimisation. Tous les résultats du module complémentaire ont une utilisation <1. De plus, une fois l'analyse terminée, le programme ajustera l'attribution des valeurs de la solution optimale pour les paramètres d'optimisation dans la liste globale des paramètres.
Les onglets « Estimation des coûts » et « Estimation des émissions de CO2 » sont disponibles dans les boîtes de dialogue des matériaux. Les sommes individuelles estimées des barres, des surfaces et des solides assignés sont affichées par unité de poids, de volume et de surface. De plus, ces onglets indiquent les coûts totaux et les émissions de tous les matériaux assignés. Cela vous donne une bonne vue d'ensemble de votre projet.
Considération automatique des masses du poids propre
Importation directe des masses des cas de charge ou combinaisons de charge
Définition facultative de masses supplémentaires (masses nodales, linéaires, surfaciques et d'inertie) directement dans les cas de charge
Non-considération facultative des masses (par exemple, masse des fondations)
Combinaison de masses dans différents cas de charge et combinaisons de charge
Coefficients de combinaison prédéfinis pour différentes normes (EC 8, SIA 261, ASCE 7, ...)
Importation facultative des états initiaux (par exemple, pour considérer la précontrainte et l'imperfection)
Modification de la structure
Considération des appuis ou barres/surfaces/solides défaillants
Définition de plusieurs analyses modales (par exemple pour analyser différentes masses ou modifications de rigidité)
Sélection du type de matrice de masse (matrice diagonale, matrice constante, matrice unitaire), y compris la définition par l'utilisateur des degrés de liberté de translation et de rotation
Méthodes pour la détermination du nombre de modes propres (défini par l'utilisateur, automatique - pour atteindre les facteurs de masse modale effectifs, automatique - pour atteindre la fréquence propre maximale - disponible uniquement dans RSTAB)
Détermination des modes propres et des masses aux nœuds et points de maillage EF
Sortie de la valeur propre, de la fréquence angulaire, de la fréquence propre et de la période propre
Sortie des masses modales, des masses modales effectives, des facteurs de masse modale et des facteurs de participation
Sortie tabulaire et graphique des masses en points de maillage
Affichage et animation des modes propres
Différentes options d'échelle pour les modes propres
Documentation des résultats numériques et graphiques dans le rapport d'impression
L'entrée des couches de sol pour les échantillons de sol est effectuée dans une boîte de dialogue bien structurée. Un affichage graphique approprié permet une vérification plus facile et aisée des entrées.
Une base de données extensible facilite la sélection des propriétés des matériaux du sol. Le modèle de Mohr-Coulomb ainsi qu'un modèle non linéaire avec des contraintes et déformations dépendantes de la rigidité sont disponibles pour une modélisation réaliste du comportement des matériaux du sol.
Vous avez la possibilité de définir autant de couches de sol que vous le souhaitez. Le sol est généré à partir de la totalité des échantillons entrés à l'aide de solides 3D. Leur affectation à la structure se fait par les coordonnées.
Le corps de sol est calculé selon la méthode itérative non linéaire. Les contraintes et tassements calculés sont affichés graphiquement et dans des tableaux.
Le saviez-vous ? Lors du déchargement d'un composant avec un modèle de matériau plastique, contrairement au modèle de matériau Isotrope | Élastique non linéaire, une déformation persiste même après déchargement total.
Vous pouvez sélectionner trois types de définition différents :
Basique (définition d'une contrainte équivalente à laquelle le matériau plastifie)
Bilinéaire (définition d'une contrainte équivalente et d'un module d'écrouissage)
Diagramme contrainte-déformation : Définition des diagrammes contrainte-déformation polygonaux
Détermination des contraintes principales et de base, des contraintes de membrane et de cisaillement, ainsi que des contraintes équivalentes et des contraintes équivalentes de membrane
Analyse de contraintes pour les éléments structuraux de formes simples ou complexes
Contrainte équivalente calculée selon différentes hypothèses :
Hypothèse de la modification de forme (Von Mises)
Hypothèse de la contrainte de cisaillement (Tresca)
Hypothèse de contrainte normale (Rankine)
Hypothèse de déformation principale (Bach)
Option pour l'optimisation des épaisseurs de surface et pour le transfert des données vers RFEM
Sortie des déformations
Sortie détaillée de différents composants de contraintes et des rapports dans les tableaux et graphiques
Fonction de filtrage pour les solides, les surfaces, les lignes et les nœuds dans les tableaux
Contraintes transversales de cisaillement selon Mindlin, Kirchhoff ou les spécifications définies par l'utilisateur
Si vous relâchez à nouveau un composant avec un matériau élastique non linéaire, la déformation revient sur la même trajectoire. Contrairement au modèle de matériau Isotrope | plastique, il n'y a plus de déformation lorsqu'il est complètement déchargé.
Vous pouvez sélectionner trois types de définition différents :
Basique (définition d'une contrainte équivalente à laquelle le matériau plastifie)
Bilinéaire (définition d'une contrainte équivalente et d'un module d'écrouissage)
Diagramme contrainte-déformation :
Définition d'un diagramme contrainte-déformation polygonal
De nombreuses options sont disponibles pour une saisie et une modélisation simples de vos modèles. Votre modèle est entré sous forme de modèle 1D, 2D ou 3D. Les types de barre tels que les poutres, les treillis ou les barres de traction facilitent la définition des propriétés de barre. Pour modéliser des surfaces, RFEM fournit différents types de surface, tels que « Standard », « Sans épaisseur », « Rigide », « Membrane » et « Distribution de charge ». De plus, différents modèles de matériau sont disponibles dans RFEM : Isotrope | Linéaire élastique, Orthotrope | Linéaire élastique (surfaces, solides) ou Isotrope | Bois | Linéaire élastique (barres)
Des couleurs différentes peuvent être assignées aux objets d'une structure afin que le rendu affiché soit encore plus facile à analyser.
Une distinction est faite entre les différentes propriétés d'objet des nœuds, des lignes, des barres, des ensembles de barres, des surfaces et des solides. De plus, le modèle peut être affiché avec un rendu photoréaliste.
Dans le Navigateur de projet - Résultats de RFEM et dans le Tableau 4.0, vous pouvez afficher l'ensemble des déformations des barres, surfaces et solides (par exemple, les déformations principales totales, les déformations équivalentes totales, etc.).
Pour l'analyse plastique d'assemblages avec des éléments surfaciques, vous pouvez par exemple afficher les déformations plastiques déterminantes.
Le module additionnel permet d'évaluer la pré-déformation d'un cas de charge ainsi que les modes propres de l'analyse de stabilité ou dynamique. À partir de cette déformation initiale, il est possible de pré-déformer la structure ou de créer un cas de charge avec des imperfections équivalentes des barres.
Le modèle initial pré-déformé est utile surtout pour les structures composées d'éléments de surface et solides (RFEM) ainsi que de barres. Il est nécessaire de spécifier uniquement la valeur maximale à laquelle la déformation doit être mise à l'échelle. Tous les nœuds EF ou le modèle seront mis à l'échelle par rapport à la déformation initiale.
Les imperfections équivalentes sont particulièrement utiles pour les structures de poutre. Vous pouvez définir les inclinaisons et les contre-flèches des barres ainsi que des ensembles de barres dans la fenêtre additionnelle. Celles-ci peuvent être générées automatiquement, selon des normes, ou définies manuellement. Les normes suivantes sont disponibles :
EN 1992:2004
EN 1993:2005
DIN 18800:1990-11
DIN 1045-1:2001-07
DIN 1052:2004-08
Seule l'imperfection résultant de la déformation initiale sur la barre concernée est appliquée. De plus, vous pouvez considérer les facteurs de réduction. Il est ainsi possible d'appliquer efficacement l'imperfection.
Le calcul global assigne la rigidité déterminée à l'aide de la composition sélectionnée et de la géométrie du verre à chaque surface. Le calcul est ensuite effectué selon la théorie des plaques. Il est possible de sélectionner si le couple de cisaillement des couches doit être considéré.
Dans le cas d'un calcul local, vous pouvez spécifier le calcul 2D ou 3D en outre. Par calcul bidimensionnel, le verre à une couche ou feuilleté est modélisé comme une surface dont l'épaisseur est calculée à partir de la structure et de la géométrie sélectionnées (théorie des plaques). De même pour le calcul global, vous pouvez également considérer le couplage de cisaillement des couches.
Le calcul 3D utilise des solides du modèle pour remplacer chaque couche de composition. Les résultats sont ainsi plus précis, mais le calcul peut prendre plus de temps.
Le verre isolant peut être modélisé si le calcul local n'est pas sélectionné. La couche de gaz est toujours modélisée sous forme d'élément solide, il est donc nécessaire de calculer des parties en verre isolant indépendamment de la structure environnante. La loi des gaz parfaits (équation thermique de l'état des gaz parfaits) est considérée pour le calcul et l'analyse du troisième ordre.
Après le calcul, vous pouvez évaluer les résultats des différents pas de charge directement dans les fenêtres du module ou graphiquement dans un modèle de structure.
Les résultats incluent, par exemple, les déformations, les contraintes et les efforts internes des surfaces ainsi que les déformations et contraintes des solides. Les combinaisons de résultats pour chaque pas de charge peuvent être exportées vers RFEM. Vous pouvez utiliser ces combinaisons pour des vérifications ultérieures dans les autres modules additionnels de RFEM.
Toutes les données d'entrée et les résultats du module additionnel font partie du rapport d'impression global de RFEM.
Les vérifications suivantes peuvent être effectuées :
Vérification de l'état limite d'équilibre
Vérification de l'état limite de soulèvement
Vérification de la rupture du sol (pression de contact avec le sol)
Calcul des charges excentriques solides
Vérification de la torsion de fondation et limitation du joint de fissuration
Contrôle du glissement
calcul du tassement
Vérification de la rupture en flexion de la plaque et de l'encuvement
Vérification de la résistance au poinçonnement
Les dimensions de fondation et de l'encuvement peuvent être définies par l'utilisateur ou déterminées par le module. Vous avez la possibilité de modifier l'armature déterminée manuellement. Dans ce cas, les vérifications sont mises à jour automatiquement.