Podpory liniowe

Podpora liniowa opisuje warunki brzegowe wszystkich węzłów ES wzdłuż linii. Przesunięcia i obroty w tych wewnętrznych węzłach mogą być zablokowane lub ograniczone przez sprężyny translacyjne i rotacyjne.

Aby przypisać właściwości nieliniowe do podpory liniowej, można zdefiniować kryteria zniszczenia dla sił rozciągających lub ściskających, rozerwania i uplastycznienia lub wykresów pracy i sztywności.

Symbol w nazwie podpory liniowej zdefiniowanej przez użytkownika wskazuje, które stopnie swobody są zablokowane. Typy podpór 'Przegub' i 'Utwierdzenie' są zdefiniowane domyślnie.

Główne

Zakładka Główne zawiera podstawowe parametry podpory.

Układ współrzędnych

Właściwości podpory liniowej mogą być odniesione 'Globalnie' do osi X,Y,Z lub 'Lokalnie' do osi x,y,z linii. Indeksy w sekcji 'Warunki podparcia' różnią się w zależności od wybranej opcji.

Układ osi lokalnej podpory liniowej można obrócić. Dodatni kąt β powoduje prawoskrętny obrót podpory względem dodatniej osi x linii.

Po zakończeniu obliczeń reakcje podporowe obróconej podpory liniowej można analizować zarówno w odniesieniu do globalnego, jak i lokalnego układu osi.

Warunki podparcia

Warunki podparcia są podzielone na 'Translacyjne' i 'Obrotowe' stopnie swobody. Pierwsze z nich opisują podparcie w kierunku osi podpory, drugie - ograniczenia obrotu względem tych osi.

Aby zdefiniować podparcie lub utwierdzenie, należy zaznaczyć pole wyboru dla odpowiedniej osi. Znacznik wyboru wskazuje, że stopień swobody jest zablokowany i nie jest możliwe przemieszczenie lub obrót linii w danym kierunku lub względem niego.

W przypadku braku podpory lub utwierdzenia należy usunąć zaznaczenie z odpowiedniego pola wyboru. Stała sprężyny translacyjnej lub obrotowej zostanie wówczas ustawiona na zero. 'Stałą sprężystości' można w każdej chwili zmienić, aby zamodelować sprężyste podparcie linii. Sztywności sprężyste należy wprowadzić jako wartości obliczeniowe.

W kolumnie 'Nieliniowość' można określić przenoszenie sił wewnętrznych i momentów dla każdej części podpory. Na liście nieliniowości dostępne są odpowiednie opcje, w zależności od stopnia swobody.

Podpory pracujące nieliniowo są wyświetlane na grafice przy użyciu innego koloru.

Zniszczenie, jeżeli siła podporowa/moment podporowy są ujemne lub dodatnie

Dzięki temu można w prosty sposób określić, czy podpora może przenosić tylko dodatnie, czy tylko ujemne siły lub momenty: Jeżeli siła lub moment działa w niedozwolonym kierunku, dana część podpory ulega zniszczeniu. Pozostałe ograniczenia i utwierdzenia pozostają efektywne.

Kierunki 'ujemny' i 'dodatni' odnoszą się do sił lub momentów przyłożonych do podpory liniowej w odniesieniu do odpowiednich osi (a zatem nie odnoszą się one do sił reakcji podpory). Znaki wynikają z kierunku globalnych lub lokalnych osi. Na przykład, jeżeli globalna oś Z jest skierowana w dół, przypadek obciążenia "Ciężar własny" wywołuje dodatnią siłę podporową p_Z.

Zniszczenie wszystkich, jeżeli siła podporowa/moment podporowy są ujemne lub dodatnie

W odróżnieniu od opisanego powyżej zniszczenia pojedynczej części w tym przypadku zniszczeniu ulega cała podpora, jeżeli część jest nieefektywna.

W przypadku wybrania innego typu nieliniowości można zdefiniować parametry w zakładkach aktywność, lub .

Opcje

Pole wyboru 'Sztywność przy użyciu fikcyjnej ściany' umożliwia określenie sztywności podpory na podstawie geometrii i danych materiałowych ściany. W tym celu należy zdefiniować parametry w zakładce fictitiousWallTab Sztywność przy użyciu fikcyjnej ściany.

Sztywność przy użyciu fikcyjnej ściany

Zakładka Sztywność przy użyciu fikcyjnej ściany jest szczególnie zalecana dla podpór liniowych w konstrukcjach 2D. Można tutaj określić stałe sprężystości podpory na podstawie parametrów ściany, która nie jest odwzorowana w modelu.

Parametry

W tej sekcji należy wprowadzić 'Szerokość ściany' i 'Wysokość ściany', których wartości są wymagane do wyznaczenia stałych sprężystości.

Materiał ściany

Do wyznaczenia stałych sprężystości wymagane są właściwości materiałowe ściany. 'Materiał ściany' można wybrać z listy lub utworzyć za pomocą przycisków i .

Warunki ściany

Rodzaj podparcia przy górnej krawędzi oraz przy podstawie ściany jest uwzględniany przy określaniu sprężyn translacyjnych i obrotowych. Na liście do wyboru dostępne są następujące opcje:

• Przegubowe
• Sprężyste
• Sztywne

W przypadku wybrania opcji 'Sprężyste' można określić stopień utwierdzenia przy podstawie ściany, wyrażony w procentach.

'Sztywność na ścinanie' ściany jest domyślnie uwzględniana przy wyznaczaniu sztywności.

Sprężystość podpory ze względu na fikcyjną ścianę

W tej sekcji okna dialogowego wyświetlane są stałe sprężystości podpór wynikające z geometrii i właściwości materiałowych ściany. Wartości te zostają przeniesione do zakładki 'Główne'.

Częściowa aktywność

Częściowa aktywność elementu podpory jest dostępna jako nieliniowa właściwość podpory (zob. rysunek Wybór nieliniowości podpory).

Działanie podpory należy zdefiniować dla 'Strefy ujemnej' oraz 'Strefy dodatniej'. Reguła dotycząca znaków jest wyjaśniona w rozdziale Zniszczenie. Na liście 'Typ' do wyboru są różne kryteria skuteczności podpory.

• Pełna aktywność: Część podpory jest w pełni efektywna.
• Utwierdzenie od przemieszczenia/obrotu podpory: Sprężystość translacyjna lub obrotowa jest efektywna tylko do określonego przemieszczenia lub obrotu. W przypadku przekroczenia wartości granicznej zaczyna działać podpora przegubowa nieprzesuwna lub utwierdzenie.
• Przerwanie od siły podporowej/momentu podporowego: Podpora pracuje tylko do osiągnięcia określonej siły lub momentu. W przypadku przekroczenia wartości granicznej podpora ulega zniszczeniu.
• Uplastycznienie od siły podporowej/momentu podporowego: Podpora pracuje tylko do osiągnięcia określonej siły lub momentu. W przypadku przekroczenia wartości granicznej odkształcenia nadal rosną, ale naprężenia pozostają stałe.
• Zniszczenie: Część podpory nie jest efektywna.

Większość typów podpór można łączyć z 'Poślizgiem', co oznacza, że podpora zaczyna pracować dopiero po osiągnięciu określonego przemieszczenia lub obrotu.

Wykres

Wykres części podpory jest dostępny jako nieliniowa właściwość podpory (zob. rysunek Wybór nieliniowości podpory).

W kolumnie 'Przemieszczenie' lub 'Obrót' należy zdefiniować liczbę punktów definicji dla wykresu pracy, wprowadzając odpowiednie wartości. Następnie w kolumnie 'Siła' lub 'Obrót' można przypisać współrzędne x przemieszczeń lub obrotów do sił lub momentów podporowych.

Dla 'Początku wykresu' i 'Końca wykresu' do wyboru są następujące kryteria:

• Przerwanie: Podpora jest efektywna tylko do maksymalnej wartości siły lub momentu. W przypadku przekroczenia wartości granicznej podpora ulega zniszczeniu.
• Uplastycznienie: Podpora jest efektywna tylko do maksymalnej wartości siły lub momentu. W przypadku przekroczenia wartości granicznej odkształcenia nadal rosną, ale naprężenia pozostają stałe.
• Ciągły: Poza zakresem definicji zostaje zastosowana stała sprężystości ostatniego kroku.
• Ograniczenie: Dopuszczalne odkształcenie jest ograniczone do maksymalnej wartości przemieszczenia lub obrotu. W przypadku przekroczenia wartości granicznej zaczyna działać podpora przegubowa nieprzesuwna lub utwierdzenie.

Tarcie

Na liście 'Nieliniowość' do wyboru są dwie opcje definiowania Tarcia podpory translacyjnej w zależności od innego elementu podpory (zob. rysunek Wybór nieliniowości podpory).

Przenoszone siły podporowe zostają powiązane z siłami osiowymi działającymi w innym kierunku. Między siłą podporową a siłą tarcia istnieje następująca zależność: