Domanda:
Il mio modello in RFEM 6/RSTAB 9 è instabile. Quale potrebbe essere la causa?
Risposta:
Un'interruzione di calcolo dovuta a un sistema instabile può avere diverse cause. Da un lato, può indicare un'instabilità "reale" dovuta al sovraccarico del sistema strutturale, ma dall'altro, le imprecisioni della modellazione possono anche essere responsabili di questo messaggio di errore. Qui abbiamo messo insieme le possibili procedure per trovare la causa dell'instabilità.
1. Verifica modellistica'''
Innanzitutto, controlla che il sistema di modellazione sia OK. Si consiglia di utilizzare gli strumenti di verifica del modello forniti da RFEM 6/RSTAB 9 (Strumenti → Verifica del modello). Utilizzando queste opzioni, è possibile, ad esempio, trovare nodi identici e aste sovrapposte ed eliminarli se necessario.
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Inoltre, è possibile calcolare la struttura soggetta a carico proprio puro in un caso di carico secondo la statica lineare analisi, per esempio. Se i risultati vengono visualizzati in seguito, la struttura relativa alla modellazione è stabile. In caso contrario, troverai un elenco delle cause più comuni di seguito:
• Definizione errata di appoggi/Mancanza di appoggi
Ciò può portare a instabilità poiché la struttura non è supportata in tutte le direzioni. Pertanto, assicurarsi che le condizioni del vincolo esterno siano in equilibrio sia con il sistema che con le condizioni al contorno esterne. I sistemi staticamente indeterminati possono anche portare a calcoli interrotti a causa di condizioni al contorno insufficienti.
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• Torsione di aste attorno ai propri assi
Se le aste ruotano attorno al proprio asse, ovvero un'asta non è supportata attorno al proprio asse, può portare a instabilità. Questo è spesso causato dalle impostazioni dei vincoli interni delle aste. Quindi, può accadere che ci siano degli svincoli torsionali inseriti sia nel nodo iniziale che nel nodo finale.
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• Collegamento mancante delle aste
Trovi barre mobili? Soprattutto con modelli più grandi e complessi, è facile scoprire che alcune aste non sono collegate tra loro e quindi "fluttuano nell'aria". Inoltre, se ci si dimentica di incrociare le aste che dovrebbero intersecare tra loro, anche questo potrebbe causare instabilità. Questo problema può essere risolto con il controllo del modello "Aste incrociate, non collegate", che cerca le aste che si intersecano ma non hanno un nodo comune nel punto di intersezione.
• Nessun nodo comune
Guarda da vicino. Qui i nodi si trovano apparentemente nello stesso posto, ma a un esame più attento differiscono leggermente l'uno dall'altro. Le cause più comuni sono le importazioni CAD, ma è possibile eliminarle facilmente utilizzando Model Control.
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• Formazione della catena del cardine
Prestare attenzione ai cardini delle estremità dell'asta: Troppi di essi in un nodo possono causare una catena di collegamenti che porta all'interruzione del calcolo. Per ogni nodo, si possono definire solo n-1 cerniere con lo stesso grado di libertà rispetto al sistema di coordinate globale, dove "n" è il numero di aste collegate. Lo stesso vale per gli svincoli di linea.
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2. Verifica di irrigidimento'''
Anche la mancanza di un irrigidimento, può portare all'interruzione del calcolo a causa di instabilità. Pertanto, è necessario verificare sempre se la struttura è sufficientemente irrigidita in tutte le direzioni.
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3. Problemi numerici'''
A questo punto, ti mostreremo il seguente esempio. È un telaio incernierato che è irrigidito da aste di trazione. A causa di accorciamenti dovuti ai carichi verticali, le aste di trazione ricevono delle piccole forze di compresione nel primo step di calcolo. Vengono rimossi dalla struttura (poiché solo la trazione può essere assorbita). Nella seconda fase di calcolo, il modello senza queste aste tese è instabile. Per risolvere questo problema, hai diverse opzioni. È possibile applicare una precompressione (carico dell'asta) alle aste tese per "eliminare" le piccole forze di compressione, assegnare una piccola rigidezza alle aste o rimuovere le aste una per una nel calcolo.
Le impostazioni di calcolo sono automatizzate in RSTAB 9; in RFEM 6, è possibile attivarla come opzione.
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4. Individuazione delle cause di instabilità'''
• Verifica automatica del modello con visualizzazione grafica dei risultati
L'add-on per la stabilità strutturale per RFEM 6/RSTAB 9 -rstab-9/additional-analyzes/structural-stability successivo. Selezionare "Calcola senza carico per il controllo di instabilità per forma modale..." per calcolare la struttura instabile. Sulla base dei dati strutturali viene eseguita un'analisi agli autovalori, che rappresenta graficamente l'instabilità del componente interessato.
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• Problema di carico critico
Se i casi di carico o le combinazioni di carico possono essere calcolati secondo la statica lineare Ordina essere ...