Aby opisać właściwości pręta, potrzebny jest przekrój: Wartości charakterystyczne przekroju oraz przypisane właściwości materiałowe wpływają na sztywność pręta.
Nie każdy zdefiniowany przekrój musi być używany w modelu. Umożliwia to szybkie modelowanie wariantów bez konieczności usuwania przekrojów. Jednak przekroje nie mogą być ponownie numerowane.
Nazwa
Możesz ustawić dowolną nazwę przekroju i określić jego wartości charakterystyczne. Jeśli nazwa zgadza się z wpisem z biblioteki, RFEM odczyta zapisane wartości charakterystyczne. Aby wybrać przekrój z biblioteki, kliknij przycisk
na końcu wiersza wprowadzania. Opisane jest to w rozdziale Biblioteka przekrojów.
Dla przekrojów z biblioteki wartości charakterystyczne przekroju są ustalone i nie można ich zmieniać. Wyjątkiem są powierzchnie ścinane i wymiary dla nierównomiernych obciążeń temperaturowych.
Dla nazwy przekroju zdefiniowanej przez użytkownika wszystkie wartości charakterystyczne muszą być określone ręcznie. Możesz użyć przekroju do określenia sił przekrojowych, ale nie możesz go wymiarować, ponieważ nie można zdefiniować punktów naprężeń.
Podstawowy
Karta Podstawowy zarządza podstawowymi parametrami przekroju.
Materiał
Każdemu przekrojowi musi być przypisany materiał. Możesz go wybrać z listy już zdefiniowanych materiałów. Przycisk obok pola wprowadzania pozwala wybrać materiał z biblioteki lub zdefiniować nowy (patrz rozdział Materiały).
Kategorie
Typ przekroju
Dla przekrojów z biblioteki typ 'Przekrój' jest ustawiany na podstawie klasyfikacji zazwyczaj tam stosowanych (patrz rozdział Biblioteka przekrojów). Przekroje zdefiniowane przez użytkownika są przyporządkowane do typu 'Podstawowy'.
Metoda produkcji
Dla przekrojów z biblioteki wyświetlana jest metoda produkcji profilu, co kontroluje pewne parametry wymiarowania, na przykład linie kluczowe dla zimnogiętych profili zamkniętych.
Opcje
Dezaktywacja sztywności ścinania
Uwzględnienie sztywności ścinania prowadzi do wzrostu odkształceń w wyniku sił poprzecznych. Deformacja ścinania ma mniejsze znaczenie dla profili walcowanych i spawanych, ale dla solidnych przekrojów i profili drewnianych zaleca się uwzględnienie sztywności ścinania przy obliczaniu deformacji.
Dezaktywacja sztywności skręcania
Pole kontrolne uwzględnienia sztywności skręcania jest dostępne, gdy w sekcji podstawowej aktywowane jest Add-On 'Twisting Analysis'. W takim przypadku możesz kontrolować, czy sztywność skręcania przekroju zostanie uwzględniona w obliczeniach z siedmioma stopniami swobody.
Obrót przekroju
Obrót przekroju opisuje kąt, o jaki jest obracany przekrój. Możesz określić kąt obrotu α' w zakładce Obrót przekroju.
Dla niesymetrycznych przekrojów ta karta daje również możliwość „odwrócenia” profilu. Możesz na przykład zmienić położenie profilu L.
Jeśli importujesz przekrój z biblioteki lub RSECTION, nie musisz się martwić o kąt obrotu α'. RFEM automatycznie wczytuje kąt. Jednak dla profili określonych przez użytkownika musisz samodzielnie określić kąt głównych osi i dostosować pozycję poprzez obrót przekroju.
Hybryda
Opcja 'Hybryda' jest dostępna dla przekrojów typu 'Parametryczny - Gruby II' oraz profili RSECTION, które składają się z kilku materiałów. W zakładce Hybryda możesz przypisać właściwości materiałowe komponentom złożonych przekrojów drewnianych.
Podaj 'Referencyjny materiał' – jeden z materiałów komponentów – dla którego idealne wartości przekroju złożonego powinny być określone. Udział sztywności komponentów jest określany z uwzględnieniem ich właściwości materiałowych w odniesieniu do materiału referencyjnego. Wybór materiału referencyjnego sam w sobie nie ma jednak wpływu na sztywność całego przekroju.
Model cienkościenny
Pole kontrolne 'Model cienkościenny' pozwala dla przekrojów typu 'Normowane - Stalowe' i 'Parametryczne - Cienkościenne' kontrolować, według której teorii wartości charakterystyczne przekroju są określane. Dla przekroju gruboznacznego, na przykład, powierzchnie ścinania i moment bezwładności skręcania są określane inną metodą, ponieważ rozwiązanie analityczne dotyczy tylko cienkościennych przekrojów.
Pisownia amerykańska dla wartości charakterystycznych
Symbole wartości charakterystycznych różnią się w konwencjach europejskich i amerykańskich. Za pomocą pola kontrolnego możesz określić, czy na przykład momenty statyczne będą oznaczane jako S czy Q.
Wygładzanie naprężeń w celu uniknięcia osobliwości
Wygładzanie naprężeń jest przede wszystkim odpowiednie dla złożonych przekrojów drewnianych, aby uniknąć osobliwości w miejscach połączeń. Tam naprężenia ścinające często prowadzą do pików naprężeń, które niekorzystnie wpływają na wymiarowanie. Ta funkcja zapewnia lepszą dystrybucję naprężeń.
Wartości charakterystyczne przekroju
W tej części podano najważniejsze wartości charakterystyczne przekroju. Dodatkowe wartości można znaleźć w zakładce Wartości charakterystyczne.
Powierzchnie przekroju
Powierzchnie przekroju są podzielone na całkowitą powierzchnię 'Osiową A' oraz powierzchnie dla 'Ścinania Ay' i 'Ścinania Az'. Powierzchnia ścinania Ay jest związana z momentem bezwładności Iz, odpowiednio powierzchnia ścinania Az z Iy.
W poniższym artykule znajdziesz informacje na temat określania powierzchni ścinania:
Powierzchnie ścinania mają wpływ na odkształcenia ścinające, które należy uwzględnić zwłaszcza przy krótkich, masywnych prętach. Jeśli zmienisz powierzchnie ścinania, powinieneś unikać wartości ekstremalnie małych: Powierzchnie ścinania są w mianowniku równań, co może prowadzić do problemów numerycznych.
Momenty bezwładności
Momenty bezwładności definiują sztywność przekroju względem momentu: Moment bezwładności skręcania IT opisuje sztywność względem skręcania wokół osi podłużnej, momenty powierzchniowe 2. stopnia Iy i Iz sztywności względem zginania wokół lokalnych osi y i z. Oś y jest uznawana za oś „mocną”. Z momentem powierzchni gondoli 2. stopnia Iω opisuje się odporność względem zwojów.
Dla asymetrycznych profili momenty bezwładności są podawane wokół głównych osi u i v przekroju. Lokalna oś przekroju jest przedstawiona w grafice przekroju.
Możesz dostosować przekrój i momenty bezwładności przy użyciu czynników, które zdefiniujesz jako 'Modyfikacja struktury' specyficzną dla przekroju (patrz rozdział Modyfikacje struktury).
Nachylenie głównych osi
Nachylenie głównych osi opisuje orientację głównych osi w odniesieniu do standardowego systemu osi głównych symetrycznych przekrojów. Dla asymetrycznych profili jest to kąt α między osią y i osią u (dodatni w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara). Główne osie są przy symetrycznych profilach oznaczane jako y i z, a przy asymetrycznych jako u i v (patrz obrazek Wartości charakterystyczne i osie).
Nachylenie głównych osi określa się na podstawie następującego 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 dla profili z biblioteki nie jest edytowalne. Możesz jednak obrócić przekrój o niestandardowy kąt: W tym celu zaznacz w sekcji 'Opcje' pole kontrolne 'Obrót przekroju' (patrz sekcja Obrót przekroju).
Wymiary (dla nierównomiernych obciążeń temperaturowych)
Wymiary pod względem szerokości b i wysokości h przekroju są potrzebne do obliczeń obciążeń temperaturowych.
RSECTION
Jeśli istnieje przekrój utworzony za pomocą RSECTION, możesz otworzyć program przekroju za pomocą przycisku i zmienić przekrój.
Wartości charakterystyczne przekroju
W zakładce Wartości charakterystyczne przekroju szczegółowo wymienione są wartości charakterystyczne przekroju.
Wartości charakterystyczne profili parametrycznych są określane za pomocą RSECTION.
Statystyka
Zakładka Statystyka przedstawia podsumowanie prętów w modelu, które wykorzystują przekrój. 'Całkowitą masę' można na przykład użyć do sporządzenia listy stali lub oszacowania kosztów.
Punkty
Geometria przekroju jest definiowana przez punkty. Stanowią one również podstawę dla Linii.
Współrzędne punktów definiujących są wymienione w tabeli. Kiedy zaznaczysz wiersz, ten punkt jest wyświetlany na czerwono w grafice przekroju. Dla cienkościennych przekrojów punkty definiujące na liniach środkowych są oznaczone symbolem +. Wygenerowane punkty kontrolne dla łuków są oznaczone symbolem zamka z +. Punkty na krawędziach przekroju wynikają z grubości elementów.
Dla łuków możesz w sekcji 'Parametry' obok współrzędnych punktu odczytać parametry łuku.
Linie
Punkty przekroju są połączone liniami, aby określić geometrię przekroju przez jego obrys. Linie stanowią również podstawę dla Części.
Punkty definiujące linie oraz ich parametry i długości są wymienione w tabeli. Kiedy zaznaczysz wiersz, ta linia jest wyświetlana na czerwono w grafice przekroju.
Części
Z konturów przekroju można generować jeden lub więcej części.
Dla każdej części przekroju podano linie definiujące, materiał, pole przekroju i długościową masę.
Punkty naprężenia
Punkty naprężenia są potrzebne do określenia naprężeń w przekroju. Wszystkie przekroje z biblioteki są wyposażone w punkty naprężenia w miejscach istotnych do wymiarowania profili.
Zakładka Punkty naprężenia składa się z maksymalnie czterech zakładek podrzędnych. Możesz odczytać współrzędne punktów naprężenia, momenty statyczne i współrzędne deformacji z odpowiadającymi im grubościami (przy cienkościennych przekrojach) oraz jednostkowe naprężenia obliczane metodą kratownicową TWA (przy cienkościennych przekrojach) i metodą elementów skończonych FEM.
Możesz sprawdzić przebiegi przekroju i naprężeń w grafice przekroju: kliknij w kolumnę wartości lub wybierz typ z listy pod grafiką.
Siatka FE
Ostatnia zakładka zarządza ustawieniami siatki FE, będącej podstawą do określenia wartości charakterystycznych przekroju oraz jednostkowych naprężeń.
Dwa pola wprowadzania oferują możliwość wpływu na dyskretyzację. Czynnik mniejszy niż 1 tworzy bardziej szczegółową siatkę, a czynnik większy niż 1 tworzy grubszą siatkę. Zwykle nie są tu wymagane żadne zmiany.