Przekroje

Do opisu pręta potrzebny jest przekrój: Właściwości przekroju oraz przypisane właściwości materiałowe wpływają na sztywność pręta.

Nie każdy zdefiniowany przekrój musi być wykorzystany w modelu. Możesz szybko modelować warianty, bez potrzeby usuwania przekrojów. Jednak przekroje nie mogą być ponownie numerowane.

Okno dialogowe 'Nowy przekrój'

Nazwa

Możesz przypisać dowolną nazwę dla przekroju i wprowadzić wartości przekroju. Jeśli oznaczenie pokrywa się z wpisem w bibliotece, RSTAB wczyta zapisane wartości charakterystyczne. Aby wybrać przekrój z biblioteki, kliknij przycisk na końcu wiersza wprowadzania. Opis przejęcia przekrojów znajduje się w rozdziale Biblioteka przekrojów.

Dla przekrojów z biblioteki wartości charakterystyczne przekroju są zdefiniowane na stałe i nie można ich zmieniać. Wyjątek stanowią powierzchnie ścinające i wymiary dla nierównomiernych obciążeń temperaturowych.

W przypadku nazwy przekroju utworzonej przez użytkownika wszystkie wartości przekroju muszą być zdefiniowane ręcznie. Możesz wtedy użyć przekroju do wyznaczenia sił wewnętrznych. Jednakże wymiarowanie tego przekroju nie jest możliwe, ponieważ nie można zdefiniować punktów naprężeń.

Podstawowe

Zakładka Podstawowe zarządza fundamentalnymi parametrami przekroju.

Materiał

Każdemu przekrojowi musi być przypisany materiał. Można go wybrać z listy wcześniej zdefiniowanych materiałów. Przycisk obok pola wprowadzania umożliwia wybranie materiału z biblioteki lub zdefiniowanie nowego (zobacz rozdział Materiały).

Kategorie

Typ przekroju

Dla przekrojów z biblioteki 'typ przekroju' jest ustawiony zgodnie z tam przyjętymi klasyfikacjami (zobacz rozdział Biblioteka przekrojów). Przekroje tworzone przez użytkownika są przypisywane do typu 'Podstawowe'.

Lista typów przekrojów

Metoda produkcji

Dla przekrojów z biblioteki wyświetlana jest metoda produkcji profilu. Ustala ona konkretne wytyczne dotyczące wymiarowania, na przykład linie zwichrowania dla zimno formowanych profili rurowych.

Opcje

Wyłączenie sztywności na ścinanie

Uwzględnienie sztywności na ścinanie prowadzi do wzrostu deformacji w wyniku działania sił poprzecznych. Deformacja ścinająca ma mniej istotne znaczenie dla profili walcowanych i spawanych. W przypadku pełnych przekrojów i profili drewnianych zaleca się jednak uwzględnienie sztywności na ścinanie przy obliczaniu deformacji.

Wyłączenie sztywności skrępowania

Pole kontrolne dotyczące uwzględnienia sztywności skrępowania jest dostępne, jeśli przy danych podstawowych aktywowany jest dodatek analityczny Skrępowanie zginanie. W takim przypadku możesz kontrolować, czy sztywność skrępowania przekroju jest uwzględniona w obliczeniach z siedmioma stopniami swobody.

Obrót przekroju

Obrót przekroju opisuje kąt, o który przekrój jest obrócony. Możesz zdefiniować kąt obrotu α' w zakładce Obrót przekroju.

Definiowanie obrotu przekroju i odbicia lustrzanego przekroju L.

W przypadku przekrojów niesymetrycznych zakładka ta oferuje również możliwość 'Odbicia' profilu. Można w ten sposób ustawić profil L w odpowiedniej pozycji.

Jeśli importujesz przekrój z biblioteki lub RSECTION, nie musisz martwić się o kąt obrotu przekroju α'. RSTAB automatycznie wczytuje kąt. Jednak w przypadku profili własnych musisz samodzielnie określić kąt głównych osi i następnie dostosować położenie poprzez obrót przekroju.

Hybrydowy

Opcja 'Hybrydowy' jest dostępna dla przekrojów typu 'Parametryczne - Grubozazębione II' oraz dla profili RSECTION, które składają się z kilku materiałów. W zakładce Hybrydowy możesz przypisać właściwości materiałowe na przykład komponentom złożonych przekrojów drewnianych.

Definiowanie przekroju hybrydowego

Cienkościenne model

Dzięki polu kontrolnemu 'Cienkościenne model' możesz dla przekrojów typu 'Normowane - Stalowe' i 'Parametryczne - Cienkościenne' kontrolować, zgodnie z którą teorią są wyznaczane wartości przekroju. Na przykład w przypadku przekroju grubego powierzchnie ścinające i moment bezwładności skręcania są określane inną metodą, ponieważ analityczne rozwiązanie dotyczy tylko cienkościennych przekrojów.

Notacja US dla wartości przekroju

Symbole wartości przekroju różnią się w zależności od europejskich i amerykańskich konwencji. Dzięki polu kontrolnemu możesz sterować tym, czy na przykład momenty statyczne będą określane jako S czy Q.

Wygładzanie naprężeń, aby uniknąć osobliwości

Wygładzanie naprężeń jest szczególnie przydatne dla złożonych przekrojów drewnianych, aby uniknąć osobliwości w obszarach połączeń. Tam naprężenia ścinające często prowadzą do szczytów naprężeń, które niekorzystnie wpływają na wymiarowanie. Dzięki tej funkcji osiągamy lepszy rozkład naprężeń.

Porównanie funkcji 'Bez wygładzania naprężeń' (po lewej) i 'Z wygładzaniem naprężeń' (po prawej)

Wartości przekroju

W tej sekcji podano najważniejsze wartości przekroju. Dalsze dane znajdziesz w zakładce Wartości przekroju.

Powierzchnie przekroju

Podział powierzchni przekroju obejmuje powierzchnię całkowitą 'Osiowy A' oraz powierzchnie dla 'Ścinania A_y' i 'Ścinania A_z'. Powierzchnia ścinania A_y jest powiązana z momentem bezwładności I_z, a powierzchnia ścinania A_z odpowiednio z I_y.

Informacje o wyznaczaniu powierzchni ścinania znajdziesz w poniższym artykule fachowym:

• KB 000966 | Typy płaszczyzn uskokowych i ich znaczenie

Powierzchnie ścinania wpływają na odkształcenie na ścinanie, które powinno być uwzględnione przede wszystkim w przypadku krótkich, pełnych prętów. Jeśli zmienisz powierzchnie ścinania, unikaj bardzo małych wartości: Powierzchnie ścinania znajdują się w mianowniku równań, co może prowadzić do problemów numerycznych.

Moment bezwładności powierzchni

Moment bezwładności definiuje sztywność przekroju względem obciążenia momentami: Moment bezwładności skręcania I_T opisuje sztywność względem skręcania wokół osi podłużnej, a momenty powierzchni 2. stopnia I_y i I_z sztywność względem zginania wokół lokalnych osi y i z. Oś y jest uważana za „silną” oś. Moment bezwładności powierzchni 2. stopnia I_ω opisuje opór przeciwko odkształceniom.

W przypadku profili niesymetrycznych momenty bezwładności są podawane względem głównych osi u i v przekroju. Lokalny układ współrzędnych przekroju jest przedstawiony w graficznym opisie przekroju.

Właściwości przekroju i osie przekroju L.

Możesz dostosować powierzchnie przekroju i momenty bezwładności pozwala czynniki, które zdefiniujesz jako specyficzne dla przekroju 'Modyfikacje struktury' (zobacz rozdział Modyfikacje struktury).

Nachylenie głównych osi

Nachylenie głównych osi opisuje położenie głównych osi względem standardowego układu współrzędnych głównych osi symetrycznych przekrojów. Dla profili niesymetrycznych jest to kąt α pomiędzy osią y a osią u (dodatnie zgodnie z ruchem wskazówek zegara). Główne osie są nazywane przy symetrycznych profilach jako y i z, a przy niesymetrycznych jako u i v (zobacz obraz Wartości przekroju i osie).

Nachylenie głównych osi jest wyznaczane wg następującego równania:

Nachylenie głównych osi profili bibliotecznych nie jest edytowalne. Możesz jednak obrócić przekrój o kąt zdefiniowany przez użytkownika: Włącz pole kontrolne 'Obrót przekroju' w sekcji 'Opcje' (zobacz sekcja Obrót przekroju).

Wymiary (dla nierównomiernych obciążeń temperaturowych)

Wymiary dotyczące szerokości b i wysokości h przekroju są potrzebne do obliczeń obciążeń temperaturowych.

RSECTION

Jeśli istnieje przekrój utworzony za pomocą RSECTION, możesz otworzyć program przeznaczony dla przekrojów za pomocą przycisku i zmienić przekrój.

Wartości przekroju

W zakładce Wartości przekroju szczegółowo wymieniono wartości charakterystyczne przekroju.

Charakterystyki przekroju parametrycznego

Wartości przekroju dla profili parametrycznych są wyznaczane za pomocą RSECTION.

Statystyki

Zakładka Statystyki przedstawia przegląd prętów w modelu, które wykorzystują przekrój. 'Całkowita waga' może być na przykład użyta w zestawieniu stali lub szacowaniu kosztów.

Statystyka przekroju

Punkty

Geometria przekroju jest definiowana przez punkty. Są one także podstawą dla Linii.

Punkty przekroju

Koordynaty punktów definicji są wymienione w tabeli. Jeśli zaznaczysz wiersz, ten punkt zostanie zaznaczony na czerwono w grafice przekroju. W przypadku przekrojów cienkościennych punkty definicji znajdują się na środkowych liniach i są oznaczone symbolem +. Punkty kontrolne generowane dla łuków są rozpoznawalne po symbolu kłódki z +. Punkty na obrzeżach przekrojów wynikają z grubości elementów.

Dla łuków w sekcji 'Parametry' obok współrzędnych punktów można odczytać parametry łuku.

Linie

Punkty przekroju są połączone liniami, tak że geometria przekroju jest określona przez jego zarys. Linie są także podstawą dla Części.

Linie przekroju

Punkty definicji linii oraz typy i długości linii są przedstawione w tabeli. Jeśli zaznaczysz wiersz, ta linia zostanie zaznaczona na czerwono w grafice przekroju.

Części

Z obrysu przekroju tworzona jest jedna lub więcej części.

Części przekroju

Dla każdej części przekroju podane są linie definicji, materiał, powierzchnia przekroju i masa na jednostkę długości.

Punkty naprężenia

Zakładka Punkty naprężenia składa się z maksymalnie czterech podzakładek. Można tam odczytać współrzędne punktów naprężenia, momenty statyczne i współrzędne osi skręcenia z przypisanymi grubościami (w przypadku przekrojów cienkościennych), jak również jednostkowe naprężenia obliczone metodą teorii cienkościennej TWA (dla przekrojów cienkościennych) oraz metodą elementów skończonych FEM.

Kontrola punktów napięcia i wartości przekrojów

Możesz sprawdzić przebieg przekroju i przebieg naprężeń w grafice przekroju: Kliknij w kolumnę wartości lub wybierz typ na liście poniżej grafiki.

Siatka MES

Ostatnia zakładka zarządza ustawieniami dla siatki MES, na podstawie której wyznaczane są wartości przekroju oraz jednostkowe naprężenia.

Siatka ES przekroju

Dwa pola wprowadzania umożliwiają wpływ na dyskretyzację. Wartość mniejsza niż 1 generuje drobniejszą siatkę, a wartość większa niż 1 grubszą siatkę. Zwykle nie jest wymagane żadnych dostosowań.