Przekroje

Do opisu 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 bez usuwania przekrojów. Nie można jednak zmieniać numeracji przekrojów.

Okno dialogowe "Nowy przekrój"

Nazwa

Możesz ustawić dowolną nazwę dla przekroju i podać wartości przekroju. Jeśli etykieta odpowiada wpisowi w bibliotece, RSTAB wczyta zapisane wartości charakterystyczne. Aby wybrać przekrój z biblioteki, kliknij przycisk na końcu wiersza wprowadzania. Przejmowanie przekrojów opisano w rozdziale Querschnittsbibliothek.

W przypadku przekrojów z biblioteki wartości charakterystyczne przekrojów są stałe i niezmienne. Wyjątkiem są powierzchnie ścinania i wymiary dla nierównomiernych obciążeń temperaturowych.

Dla niestandardowej nazwy przekroju wszystkie wartości przekroju muszą być zdefiniowane ręcznie. Następnie można użyć przekroju do określenia sił wewnętrznych. Obliczenia dla tego przekroju jednak nie są możliwe, ponieważ nie można zdefiniować punktów napięcia.

Podstawowe

Zakładka Podstawowe zarządza podstawowymi parametrami przekroju.

Materiał

Do każdego przekroju musi zostać przypisany materiał. Możesz go wybrać z listy już zdefiniowanych materiałów. Przyciski obok pola wprowadzania dają możliwość wyboru materiału z biblioteki lub jego nowego zdefiniowania (patrz rozdział Materialien).

Kategorie

Typ przekroju

Dla przekrojów z biblioteki "typ przekroju" jest ustawiony wstępnie według powszechnie stosowanych klasyfikacji (patrz rozdział Querschnittsbibliothek). Niestandardowe przekroje są przypisywane do typu 'Podstawowe'.

Lista typów przekrojów

Metoda produkcji

Dla przekrojów z biblioteki widoczna jest metoda produkcji profilu. Zarządza ona określonymi wytycznymi projektowymi, na przykład liniami zgięcia gotowych na zimno profili rurowych.

Opcje

Wyłączenie sztywności na ścinanie

Uwzględnienie sztywności na ścinanie prowadzi do zwiększenia odkształceń w wyniku sił poprzecznych. Odkształcenie poprzeczne odgrywa mniej istotną rolę w przypadku profilów walcowanych i spawanych. Jednak dla masywnych przekrojów i profili drewnianych zaleca się uwzględnienie sztywności na ścinanie do obliczeń odkształceń.

Wyłączenie sztywności wyboczeniowej

Pole kontrolne sztywności wyboczeniowej jest dostępne, gdy w podstawowych parametrach dodatek analizy torsję wyboczeniową jest aktywowany. W takim przypadku możesz kontrolować, czy sztywność wyboczeniowa przekroju ma być uwzględniana w obliczeniach z siedmioma stopniami swobody.

Obroty przekroju

Obroty przekroju określają kąt, o jaki przekrój jest obrócony. Możesz zdefiniować kąt obrotu α' w zakładce Obroty przekroju.

Definiowanie obrotu przekroju i odbicia lustrzanego przekroju L.

Dla niesymetrycznych przekrojów ta zakładka oferuje również możliwość 'Odbijania' profilu. Dzięki temu można na przykład ustawić profil L w prawidłowej pozycji.

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

Hybryda

Opcja 'Hybryda' jest dostępna dla przekrojów typu 'Parametryczny - Grubościenny II' oraz dla RSECTION-profilów wykonanych z kilku materiałów. W zakładce Hybryda możesz przypisać właściwości materiału składnikom złożonych przekrojów drewnianych.

Definiowanie przekroju hybrydowego

Model cienkościenny

Pole kontrolne 'Model cienkościenny' umożliwia kontrolowanie w przypadku przekrojów typu 'Standaryzowany - Stalowy' i 'Parametryczny - Cienkościenny', według której teorii obliczane są wartości przekroju. Dla przekroju grubościennego na przykład pola ścinania i moment bezwładności podczas skręcania są obliczane inną metodą, ponieważ rozwiązanie analityczne obowiązuje tylko dla przekrojów cienkościennych.

US-Notacja dla wartości przekroju

Symbole wartości przekroju różnią się według europejskich i amerykańskich konwencji. Pole kontrolne pozwala na ustawienie, czy na przykład momenty statyczne będą oznaczane jako S czy Q.

Oszacowanie kosztów

Oszacowanie kosztów odbywa się zazwyczaj z uwzględnieniem kosztów materiału przypisanego do prętów danego przekroju (patrz rozdział Materialien). Jeśli dla przekroju obowiązują specjalne parametry, możesz oddzielnie określić jednostkowe koszty i jednostki w zakładce Kosztenschätzung.

Szacowanie emisji CO₂

Również oszacowanie emisji CO₂ opiera się na materiale przekroju. Możesz jednak określić jednostkowe emisje i jednostki dla każdego przekroju w zakładce Abschätzung der CO₂-Emissionen.

Gładzenie napreżeń w celu uniknięcia osobliwości

Gładzenie naprężeń jest głównie przydatne w przypadku złożonych przekrojów drewnianych, aby uniknąć osobliwości w obszarach połączeń. Tam naprężenia ścinające często prowadzą do pików naprężeń, co ma negatywny wpływ na projektowanie. Ta funkcja pozwala osiągnąć lepsze rozłożenie naprężeń.

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

Charakterystyczne Wartości Przekroju

W tej sekcji podano najważniejsze wartości charakterystyczne przekroju. Dalsze wartości można znaleźć w zakładce Charakterystyczna Wartości Przekroju.

Powierzchnie Przekroju

Powierzchnie przekroju są podzielone na całkowitą powierzchnię 'Axial A' oraz powierzchnie dla 'Ścinanie A_y' i 'Ścinanie A_z'. Powierzchnia ścinająca A_y jest związana z momentem bezwładności I_z, a powierzchnia ścinająca A_z odpowiednio z momentem I_y.

W poniższym artykule znajdziesz informacje na temat określania powierzchni ścinających:

• KB 000966 | Typy płaszczyzn uskokowych i ich znaczenie

Powierzchnie ścinające wpływają na odkształcenie ścinające, które powinno być uwzględnione głównie w przypadku krótkich, masywnych prętów. Jeśli zmieniasz powierzchnie ścinające, powinieneś unikać ekstremalnie małych wartości: Powierzchnie ścinające znajdują się w mianowniku równań, co może prowadzić do problemów numerycznych.

Momenty bezwładności powierzchni

Momenty bezwładności definiują sztywność przekroju w odniesieniu do naprężeń wywołanych momentami: Moment bezwładności podczas skręcania I_T opisuje sztywność przeciwko skręcaniu wokół osi podłużnej, podczas gdy momenty bezwładności drugiego stopnia I_y i I_z opisują sztywności przeciwko zginaniu wokół lokalnych osi y i z. Oś y jest zdefiniowana jako „mocna” oś. Moment bezwładności drugiego stopnia I_ω opisuje odporność przeciw :щ przez deformacji.

Dla niesymetrycznych profili momenty bezwładności podawane są względem głównych osi u i v przekroju. Osi lokalne przekroju są przedstawione na grafice przekroju.

Właściwości przekroju i osie przekroju L.

Możesz dostosować przekrojowe powierzchnie i momenty bezwładności za pomocą czynników, które definiujesz jako przypisaną do przekroju 'modyfikację strukturalną' (zobacz rozdział Strukturmodifikationen).

Kąt nachylenia głównych osi

Kąt nachylenia głównych osi opisuje położenie głównych osi w odniesieniu do standardowego systemu osi symetrycznych przekrojów. Dla niesymetrycznych profili jest to kąt α między osią y a osią u (dodatni w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara). Główne osie dla symetrycznych profili są oznaczane jako y i z, dla niesymetrycznych profilów jako u i v (patrz rysunek Charakterystyczne wartości przekroju i osie).

Kąt nachylenia głównych osi jest określany według następującego równania:

Kąt nachylenia głównych osi profili z biblioteki nie jest edytowalny. Możesz jednak obrócić przekrój o wybrany przez siebie kąt: Aby to zrobić, w sekcji 'Opcje' zaznacz pole kontrolne 'Obróty przekroju' (patrz sekcja Obroty przekroju).

Wymiary (dla nierównomiernych obciążeń temperaturowych)

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

RSECTION

Jeśli dostępny jest przekrój wygenerowany przez RSECTION, możesz otworzyć program sekcji przekroju i zmienić przekrój za pomocą przycisku .

Charakterystyczne Wartości Przekroju

W zakładce Charakterystyczne Wartości Przekroju znajdują się szczegółowe wartości charakterystyczne przekroju.

Charakterystyki przekroju parametrycznego

Wartości charakterystyczne przekrojów parametrycznych są określane za pomocą RSECTION.

Statystyka

Zakładka Statystyka daje podgląd prętów w modelu, które używają tego przekroju. 'Całkowita masa' może być na przykład użyta do listy stali lub oszacowania kosztów.

Statystyka przekroju

Punkty

Geometria przekroju jest zdefiniowana za pomocą punktów. Są one także podstawą dla Linii.

Punkty przekroju

Współrzędne punktów definicji są wymienione w tabeli. Jeśli wybierzesz wiersz, ten punkt zostanie pokazany na czerwono w grafice przekroju. W przypadku przekrojów cienkościennych punkty definicji na liniach środkowych są oznaczone symbolem +. Generowane punkty kontrolne dla łuków są oznaczone ikoną zamka z +. Punkty na krawędziach przekroju wynikają z grubości elementów.

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

Linie

Punkty przekroju są połączone liniami, aby określić geometrię przekroju na podstawie jego obrysu. Linie te są również podstawą dla Części.

Linie przekroju

Punkty definicji linii oraz typy i długości linii są wymienione w tabeli. Jeśli wybierzesz wiersz, ta linia zostanie pokazana na czerwono w grafice przekroju.

Części

Z zarysu przekroju generowana jest jedna lub kilka części.

Części przekroju

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

Punkty Naprężeń

Zakładka Punkty Naprężeń składa się z do czterech podkategorii. Można tam odczytać współrzędne punktów naprężeń, momenty statyczne i współrzędne wyboczeniowe z przypisanymi grubościami (dla przekrojów cienkościennych) oraz naprężenia obliczone metodą teorii cienkiej ściany TWA (dla przekrojów cienkościennych) i metodą elementów skończonych FEM.

Kontrola punktów napięcia i wartości przekrojów

Możesz sprawdzić przebiegi przekroju i naprężeń w grafice przekroju: Kliknij w wartość w kolumnie lub wybierz typ z listy poniżej grafiki.

Sieć FE

Ostatnia zakładka zarządza ustawieniami sieci FE, na podstawie której określane są wartości przekroju i jednostkowe naprężenia.

Siatka ES przekroju

Dwa pola wprowadzania umożliwiają wpływanie na dyskretyzację. Współczynnik mniejszy niż 1 powoduje tworzenie drobniejszej siatki, a współczynnik większy niż 1 - siatki grubszej. Zazwyczaj nie ma potrzeby dokonywania tu żadnych zmian.

Oszacowanie Kosztów

Zakładka Oszacowanie Kosztów pojawia się, gdy w zakładce 'Podstawy' zaznaczysz opcję Oszacowanie Kosztów.

Określanie ceny jednostkowej i jednostki dla przekroju

Jeśli dla materiału danego przekroju istnieją już wymagania dotyczące oszacowania kosztów, pole 'Przejmij z materiału' jest domyślnie aktywne. Dzięki temu obowiązują definicje jednostkowych kosztów związane z prętami i wykluczone są powielające się wytyczne. Jeśli chcesz oddzielnie określić jednostkowe koszty i jednostki dla określonych właściwości prętów, odznacz pole.

Zaznacz, która cecha przekroju jest istotna dla oszacowania kosztów: Waga, Volumen, Powierzchnia lub Długość. Wprowadź w kolumnie 'Koszt jednostkowy' wartość, która wskazuje koszt jednostki parametru. W liście w kolumnie 'Jednostka' dostępne są różne opcje dla kosztów jednostkowych.

Wartości podane w kolumnie 'Ilość' dla wagi, objętości, powierzchni i długości wynikają z właściwości prętów, do których przypisany jest przekrój.

'Koszty' pokazują cenę za wszystkie używane pręty danego przekroju. Reprezentują one również 'Całkowite Koszty'. W przypadku, gdy aktywowane jest oszacowanie kosztów dla kilku przekrojów, także można odczytać udział tego przekroju w[%] w całkowitych kosztach.

Szacowanie emisji CO₂

Zakładka Szacowanie emisji CO₂ jest widoczna, gdy w zakładce 'Podstawowe' zaznaczysz opcję Szacowanie emisji CO₂.

Ustawianie emisji jednostkowej i jednostki przekroju

Jeśli dla materiału przekroju istnieją już wymagania co do szacowania emisji CO₂, pole 'Przejmij z materiału' jest domyślnie aktywne. Dzięki temu obowiązują definicje emisji dotyczące prętów i unika się powtórzeń wytycznych. Jeśli chcesz oddzielnie określić jednostkowe emisje i jednostki dla określonych własności prętów, odrzuć to pole.

Zaznacz, która cecha przekroju jest istotna dla szacowania emisji CO₂: Waga, volumin, powierzchnia lub długość. Wprowadź w kolumnie 'Jednostkowa emisja' wartość, która wskazuje emisję danej jednostki przekroju CO₂. W liście w kolumnie 'Jednostka' dostępne są różne jednostki emisji dla CO₂-ekwiwalentów.

Wartości w kolumnie 'Ilość' dla masy, objętości, powierzchni i długości wynikają z właściwości prętów, do których przypisany jest przekrój. Emisja jest obliczana na podstawie tych wartości i jednostkowych emisji.

'Całkowita emisja' pokazuje CO₂-ekwiwalenty, które generują wszystkie pręty tego przekroju. Dodatkowo pokazany jest udział tej emisji w[%] w całkowitych emisjach. 'Całkowita emisja' wynika z sumowania emisji całkowitych każdego przekroju.