Il metodo degli elementi finiti (FEM) è un metodo numerico per risolvere compiti matematici complessi discretizzando il dominio del problema in piccole parti chiamate elementi finiti. RFEM 6 è un software di analisi strutturale che utilizza il FEM per soddisfare tutti i requisiti dell'ingegneria civile moderna.
Poiché le forze interne, le deformazioni e le tensioni sono risultati del calcolo FEM, sono determinate come valori nodali per i nodi della mesh EF. Per una distribuzione continua di questi risultati, i valori dei nodi possono essere smussati, come verrà spiegato in questo articolo.
È possibile trovare le impostazioni per lo smussamento dei risultati nella finestra di dialogo associata, accessibile tramite il menu "Calcola". Come puoi vedere nell'immagine 01, questa finestra di dialogo ha due schede: Superfici e solidi. Il primo controlla se e come vengono interpolati i risultati delle superfici, mentre il secondo controlla lo stesso per le superfici al contorno dei solidi.
I tipi di smussamento disponibili sono gli stessi per superfici e solidi e sono presentati più in dettaglio di seguito. Per illustrare meglio come funziona lo smussamento, ogni tipo di smussamento viene applicato allo stesso modello (vedi Figura 02), che consiste di quattro superfici con carichi identici.
Costante sugli elementi della mesh
La prima opzione a tua disposizione è visualizzare una distribuzione costante dei risultati sugli elementi della mesh facendo la media dei valori dei risultati sui nodi della griglia. Quindi, non c'è distribuzione nell'elemento EF come con le altre opzioni, e l'intero elemento EF ha lo stesso valore "smussato" (vedi Figura 03).
Questo è il tipo di smussamento dei risultati da utilizzare quando si utilizzano modelli di materiali non lineari. Ciò è dovuto al calcolo iterativo che il programma esegue quando si lavora con questi modelli di materiali. In base al modello scelto, viene definita una relazione diversa tra le tensioni e le deformazioni e la rigidezza degli elementi finiti viene continuamente modificata durante le iterazioni fino a quando la relazione tensione-deformazione non è soddisfatta. Dato che la regolazione viene sempre eseguita per un'intera superficie o un elemento solido, si consiglia di utilizzare questo particolare tipo di smussamento.
Discontinuo
Questa rappresentazione dei risultati è mostrata nell'immagine 04. Come illustrato, selezionando il tipo di smussamento "Non continuo", vengono presentati i valori dei nodi EF di ogni singolo elemento. Di conseguenza, vengono visualizzati più valori per un singolo nodo. Il tipo di smussamento è chiamato "Non continuo" a causa della distribuzione discontinua risultante dal fatto che i valori dei nodi EF non sono mediati con gli elementi vicini. Differenze significative tra gli elementi EF indicano che una mesh più fine è necessaria per risultati di calcolo più accurati.
Continuo nelle superfici
Come suggerisce il nome, questo tipo di smussamento mostra una distribuzione continua dei risultati all'interno di una singola superficie (vedi Figura 05). Selezionando questa opzione, viene calcolata la media dei valori di tutti gli elementi EF adiacenti a un nodo EF e viene visualizzato un solo valore per ogni nodo. Tuttavia, la media termina al limite della superficie e di conseguenza possono verificarsi discontinuità tra superfici adiacenti. Un classico esempio di ciò sono i risultati lungo la superficie di appoggio dello sbalzo, che sono discussi alla fine dell'articolo.
Continuo nei set di superfici, altrimenti nelle superfici
Questa opzione può essere vista come un'estensione dello smussamento del risultato "Continuo nelle superfici", poiché le aree adiacenti delle superfici contenute nel set di superfici vengono prese in considerazione anche durante l'interpolazione se nel modello sono presenti set di superfici. Pertanto, a differenza dell'opzione "Continuo nelle superfici", questa opzione favorisce l'effetto continuo delle superfici nell'area di appoggio.
Per dimostrare questo tipo di smussamento sul modello di interesse, le superfici nr. 1 e nr. 2 sono combinate in un set di superfici. Come mostra l'immagine 06, a causa di questo tipo di smussamento, c'è una distribuzione continua dei risultati all'interno del set (cioè, tra le superfici nr. 1 e nr. 2). Per le superfici nr. 3 e nr. 4, tuttavia, la distribuzione è continua solo entro i propri limiti.
Continuo in tutte le superfici
A differenza del tipo di smussamento "Continuo nelle superfici", dove la media termina sul bordo di una singola superficie, questo tipo di smussamento si traduce in una distribuzione continua tra superfici adiacenti (vedi Figura 07). Ciò significa che le superfici non devono essere necessariamente in un set di superfici, come nel caso del tipo di smussamento "Continuo nei set di superfici, altrimenti nelle superfici". Questo perché i valori sono mediati su tutti i contorni delle superfici per impostazione predefinita.
È quindi importante che i sistemi di assi delle superfici siano allineati nella stessa direzione quando si utilizza questo tipo di smussamento. Per evitare una visualizzazione errata dei risultati, è importante assicurarsi che un massimo di due superfici che si trovano su un piano si contornino l'una con l'altra e che la linea di confine non abbia un cardine della linea.
Conclusione
Come mostrato nelle immagini per i diversi tipi di smussamento, ogni tipo può portare a una diversa distribuzione dei risultati. L'opzione "Continuo nei set di superfici, altrimenti nelle superfici" è l'opzione predefinita, poiché fornisce i migliori risultati nella maggior parte dei casi. Tuttavia, ogni caso su cui lavori dovrebbe essere valutato individualmente e dovresti scegliere l'opzione di smussamento che fornisce i risultati migliori.
Ad esempio, se si confrontano i risultati per l'opzione "Continuo nelle superfici" (A) e "Continuo in tutte le superfici" (B) (vedi Figura 08), potresti essere confuso sul motivo per cui il primo mostra momenti negativi diversi al posizione di appoggio. Ora che conosci meglio i diversi tipi di smussamento, sai che ciò è dovuto al tipo di smussamento impostato nella finestra di dialogo Smussamento dei risultati.
