Do opisania właściwości pręta potrzebny jest przekrój: Wartości charakterystyczne przekroju i przypisane właściwości materiału wpływają na sztywność pręta.
Nie każdy zdefiniowany przekrój musi być używany w modelu. Dzięki temu można szybko modelować warianty, nie usuwając przekrojów. Jednak przekroje nie mogą być ponownie numerowane.
Nazwa
Można ustawić dowolną nazwę dla przekroju i określić jego wartości właściwości. Jeśli nazwa odpowiada wpisowi z biblioteki, RFEM odczytuje przechowywane wartości charakterystyczne. Aby wybrać przekrój z biblioteki, kliknij przycisk
na końcu pola wprowadzania. Przejęcie przekrojów opisano w rozdziale Biblioteka przekrojów.
W przypadku przekrojów z biblioteki wartości charakterystyczne przekroju są ustawione na stałe i nie mogą być zmieniane. Wyjątkiem są powierzchnie ścinające i wymiary dla nierównomiernych obciążeń temperaturowych.
Przy niestandardowej nazwie przekroju wszystkie wartości charakterystyczne przekroju muszą być definiowane ręcznie. Następnie można użyć przekroju do określenia wartości wewnętrznych. Jednakże wymiarowanie tego przekroju nie jest możliwe, ponieważ nie można zdefiniować punktów naprężenia.
Podstawa
Zakrzea Podstawowe zarządza podstawowymi parametrami przekroju.
Materiał
Każdemu przekrojowi musi być przypisany materiał. Można go wybrać z listy już zdefiniowanych materiałów. Przyciski obok pola wprowadzania umożliwiają wybór materiału z biblioteki lub zdefiniowanie nowego (patrz rozdział Materiały).
Kategorie
Typ przekroju
W przypadku przekrojów z biblioteki „typ przekroju” jest wstępnie ustawiony według standardowych klasyfikacji (patrz rozdział Biblioteka przekrojów). Przekroje niestandardowe są przypisywane do typu „Podstawowy”.
Metoda produkcji
W przypadku przekrojów bibliotecznych wyświetlana jest metoda produkcji profilu. Kontroluje ona pewne wytyczne dotyczące wymiarowania, na przykład linie gięcia profilów zamkniętych formowanych na zimno.
Opcje
Wyłącz sztywność ścinania
Uwzględnienie sztywności ścinania prowadzi do wzrostu deformacji wskutek sił poprzecznych. Deformacja ścinająca ma drugorzędne znaczenie w przypadku profili walcowanych i spawanych. Jednak w przypadku masywnych przekrojów i profili drewnianych zaleca się uwzględnienie sztywności ścinania w kalkulacji deformacji.
Wyłącz sztywność skrętną
Pole wyboru do uwzględnienia sztywności skrętnej jest dostępne, gdy w podstawowych danych aktywowane jest dodatek do analizy Skręcanie z wyboczeniem. W takim przypadku można kontrolować, czy sztywność skrętna przekroju jest uwzględniana w obliczeniach z siedmioma stopniami swobody.
Obrót przekroju
Obrót przekroju opisuje kąt, o który przekrój jest obracany. Można zdefiniować kąt obrotu α' w zakładce Obrót przekroju.
W przypadku niesymetrycznych przekrojów, to okno rejestru oferuje również możliwość „odwrócenia” profilu. Pozwala to na dopasowanie położenia profilu L.
Jeśli importujesz przekrój z biblioteki lub RSECTION, nie musisz się martwić o kąt obrotu przekroju α'. RFEM automatycznie odczytuje kąt. W przypadku profili własnoręcznie zdefiniowanych, należy samodzielnie określić kąt głównych osi i następnie dostosować położenie za pomocą obrotu przekroju.
Hybrydowe
Opcja 'Hybrydowy' jest dostępna dla przekrojów typu 'Parametryczny - Grubościenny II' oraz dla profili RSECTION, które składają się z kilku materiałów. W rejestrze Hybrydowy można przypisywać właściwości materiałowe do komponentów złożonych przekrojów drewnianych.
Podaj 'Materiał odniesienia' – jeden z materiałów komponentowych, z którym zostaną określone teoretyczne wartości przekroju złożonego. Stosunek sztywności komponentów jest określany, uwzględniając odpowiednie właściwości materiałowe w odniesieniu do materiału odniesienia. Wybór materiału odniesienia sam w sobie jednak nie wpływa na sztywność całkowitą przekroju złożonego.
Cienkościenne modele
Dzięki polu kontrolnemu 'Cienkościenne modele' można kontrolować dla przekrojów typu 'Normalizowany - Stalowy' i 'Parametryczny - Cienkościenny', według jakiej teorii są obliczane wartości przekroju. W przypadku przekroju grubościennego na przykład pola ścinające i moment bezwładności skrętnej są obliczane według innej metody, ponieważ rozwiązanie analityczne dotyczy tylko przekrojów cienkościennych.
Amerykańska konwencja oznaczeń dla wartości przekrojów
Symbole wartości przekrojów różnią się według europejskich i amerykańskich konwencji. Dzięki polu kontrolnemu można kontrolować, czy na przykład momenty statyczne są oznaczone jako S lub Q.
Wygładzanie naprężeń w celu unikania osobliwości
Wygładzanie naprężeń jest szczególnie przydatne dla złożonych przekrojów drewnianych, aby unikać osobliwości w obszarach połączeń. Tam naprężenia ścinające często prowadzą do szczytów naprężeń, które niekorzystnie wpływają na wymiarowanie. Dzięki tej funkcji uzyskuje się lepsze rozłożenie naprężeń.
Wartości przekrojów
W tej sekcji podano najważniejsze wartości przekrojów. Dodatkowe wartości charakterystyczne można znaleźć w zakładce Wartości Przekrojów.
Powierzchnie przekrojów
Powierzchnie przekrojów są podzielone na całkowitą powierzchnię „Axial A” oraz powierzchnie dla 'Ścięcia Ay' i 'Ścięcia Az'. Powierzchnia ścinająca Ay jest powiązana z momentem bezwładności Iz, powierzchnia ścinająca Az z Iy.
W poniższym artykule fachowym znajdziesz informacje o obliczaniu powierzchni ścinających:
Powierzchnie ścinające wpływają na deformację ścinającą, którą należy uwzględniać szczególnie w przypadku krótkich, masywnych prętów. Jeśli zmienisz powierzchnie ścinające, unikaj ekstremalnie małych wartości: powierzchnie ścinające są zawarte w mianownikach równań, dlatego mogą wystąpić problemy numeryczne.
Moment bezwładności powierzchni
Moment bezwładności powierzchni definiuje sztywność przekroju wobec obciążenia momentami: Moment bezwładności skrętnej IT opisuje sztywność przeciwko skręceniu wokół osi podłużnej, a momenty powierzchniowe II stopnia Iy i Iz sztywności przeciwko zginaniu wokół lokalnych osi y i z. Oś y jest uważana za „silną” oś. Moment II stopnia powierzchni pośredniej Iω opisuje odporność na wykręcanie.
Dla profili niesymetrycznych momenty bezwładności są podane dla głównych osi u i v przekroju. Lokalnych osi przekrojowych można zobaczyć na rysunku przekroju.
Wartości przekrojów i momenty bezwładności powierzchni można dostosować za pomocą współczynników, które można zdefiniować jako specyficzną dla przekroju 'Modyfikację struktury' (patrz rozdział Modyfikacje struktury).
Nachylenie głównych osi
Nachylenie głównych osi opisuje położenie głównych osi w odniesieniu do standardowego układu osi głównych dla symetrycznych przekrojów. W przypadku niesymetrycznych profili jest to kąt α między osią y a osią u (dodatni w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara). Główne osie są nazywane y i z dla profili symetrycznych, a u i v dla niesymetrycznych (patrz rysunek Wartości przekrojów i osie).
Nachylenie głównych osi oblicza się według równania:
|
α |
Kąt osi głównej |
|
Iyz |
Monent bezwładności powierzchni dla zginania dwukierunkowego |
|
Iz |
Moment bezwładności względem osi z |
|
Iy |
Moment bezwładności względem osi y |
Nachylenie głównych osi profili z biblioteki nie może być edytowane. Można jednak przekrój obrócić o dowolny kąt: Aby to zrobić, zaznacz pole 'Obrót przekroju' w sekcji 'Opcje' (patrz sekcja Obrót przekroju).
Wymiary (dla nierównomiernych obciążeń temperaturowych)
Wymiary przekroju w odniesieniu do szerokości b i wysokości h są potrzebne dla obliczeń obciążeń temperaturowych.
RSECTION
Jeśli dostępny jest przekrój utworzony za pomocą RSECTION, można otworzyć program do analizy przekroju i zmienić przekrój za pomocą przycisku .
Wartości przekroju
Zakładka Wartości przekroju zawiera szczegółową listę wartości charakterystycznych przekroju.
Wartości przekrojów parametrów są określane za pomocą RSECTION.
Statystyka
Zakładka Statystyka daje przegląd prętów w modelu, które wykorzystują przekrój. „Całkowita masa” może być używana na przykład do listy stali lub kalkulacji kosztów.
Punkty
Geometria przekroju jest definiowana za pomocą punktów. Stanowią one również podstawę dla Linii.
Współrzędne punktów definicyjnych są przedstawione w tabeli. Jeśli wybierzesz wiersz, punkt ten jest zaznaczany na czerwono na diagramie przekroju. W przypadku cienkościennych przekrojów punkty definicyjne są oznaczone znakiem +, które znajdują się na środkowych liniach. Generowane punkty kontrolne dla łuków są oznaczone za pomocą symbolu kłódki z +. Punkty na krawędziach przekrojów wynikają z grubości elementów.
W przypadku łuków można odczytać parametry łuków w sekcji 'Parametry' obok współrzędnych punktów.
Linie
Punkty przekroju są połączone liniami, dzięki czemu geometria przekroju jest określona poprzez jego obrys. Linie stanowią również podstawę dla Części.
Punkty definicyjne linii, jak i typy linii oraz długości, są przedstawione w tabeli. Jeśli wybierzesz wiersz, ta linia jest zaznaczana na czerwono w diagramie przekroju.
Części
Z obrysowych linii przekroju powstaje jedna lub więcej części.
Dla każdej części przekroju podano linie definicyjne, materiał, powierzchnię przekroju i masę związaną z długością.
Punkty naprężeniowe
Punkty naprężeniowe są potrzebne do określenia naprężeń w przekroju. Wszystkie biblioteczne przekroje są wyposażone w punkty naprężeniowe w miejscach profile istotnych dla wymiarowania.
Zakładka Punkty naprężeniowe składa się z maksymalnie czterech podzakładek. Można tam odczytać współrzędne punktów naprężeniowych, momenty statyczne i momenty krzywizny z towarzyszącymi im grubościami (dla cienkościennych przekrojów) oraz jednostkowe naprężenia obliczone z cienkościennej teorii TWA (dla cienkościennych przekrojów) oraz z Metody Elementów Skończonych FEM.
Można sprawdzić kształty i przebiegi naprężeń na grafice przekroju: Klikając w kolumnie wartości lub wybierając typ na liście poniżej grafiki.
Siatka FE
Ostatnia zakładka zarządza ustawieniami dla siatki FE, na podstawie której określane są wartości przekrojów i jednostkowe naprężenia.
Dwa pola wprowadzania oferują możliwość wpływania na dyskretyzację. Przy współczynniku mniejszym niż 1 tworzy się drobniejsza siatka, a przy współczynniku większym niż 1 grubsza siatka. Zazwyczaj nie są tu wymagane żadne modyfikacje.