Przekroje

Do opisania właściwości pręta potrzebny jest przekrój: Wartości charakterystyczne przekroju i przypisane właściwości materiałowe wpływają na sztywność pręta.

Nie każdy zdefiniowany przekrój musi być wykorzystany w modelu. Dzięki temu można szybko modelować warianty bez usuwania przekrojów. Jednakże przekroje nie mogą być renumerowane.

Okno dialogowe 'Nowy przekrój'

Nazwa

Można przypisać dowolną nazwę dla przekroju i podać wartości przekroju. Jeśli nazwa odpowiada wpisowi z Biblioteki, RSTAB odczytuje zapisane wartości charakterystyczne. Aby wybrać przekrój z Biblioteki, kliknij przycisk na końcu linii wejściowej. Przejmowanie przekrojów jest opisane w rozdziale Querschnittsbibliothek.

Dla przekrojów z Biblioteki wartości charakterystyczne przekroju są sztywno ustawione i niemodyfikowalne. Wyjątkiem są powierzchnie ścinające i wymiary dla nierównomiernych obciążeń temperaturowych.

Dla niestandardowej nazwy przekroju wszystkie wartości przekroju muszą być zdefiniowane ręcznie. Następnie można użyć przekroju do określenia wielkości przekrojowych. Jednakże wymiarowanie tego przekroju nie jest możliwe, ponieważ nie można zdefiniować punktów naprężeń.

Podstawa

Zakładka Podstawa zarządza podstawowymi parametrami przekroju.

Materiał

Każdy przekrój musi być przypisany do materiału. Można go wybrać z listy wcześniej zdefiniowanych materiałów. Przyciski obok pola wejściowego umożliwiają wybranie materiału z Biblioteki lub jego nową definicję (zobacz rozdział Materialien).

Kategorie

Typ przekroju

Dla przekrojów z Biblioteki 'Typ przekroju' jest ustawiony zgodnie z tam powszechnie używanymi klasyfikacjami (zobacz rozdział Querschnittsbibliothek). Przekroje niestandardowe są przypisane do typu 'Podstawa'.

Lista typów przekrojów

Metoda produkcji

Dla przekrojów z Biblioteki pokazana jest metoda produkcji profilu. Steruje ona określonymi wymaganiami projektowymi, na przykład liniami gięcia na zimno formowanych profili zamkniętych.

Opcje

Wyłącz sztywność na ścinanie

Uwzględnienie sztywności na ścinanie prowadzi do wzrostu odkształcenia z powodu sił poprzecznych. Deformacja ścinająca odgrywa drugorzędną rolę w profilach walcowanych i spawanych. Jednakże w masywnych przekrojach i profilach drewnianych zaleca się uwzględnić sztywność na ścinanie przy obliczaniu odkształceń.

Wyłącz sztywność na skręcanie

Pole kontrolne do uwzględnienia sztywności skrętnej jest dostępne, gdy w podstawowych ustawieniach analiz jest aktywowany dodatek analizy Skręt siłowy. W takim przypadku można sterować, czy sztywność skrętna przekroju jest uwzględniana w obliczeniach z siedmioma stopniami swobody.

Obrotu przekroju

Obrót przekroju opisuje kąt, o jaki przekrój jest obracany. Można zdefiniować kąt obrotu α' w zakładce Obrotu przekroju.

Definiowanie obrotu przekroju i odbicia lustrzanego przekroju L.

Dla niesymetrycznych przekrojów ta zakładka oferuje również możliwości 'Odwrócenia' profilu. Na przykład można ustawić profil L w odpowiedniej orientacji.

Jeśli importujesz przekrój z Biblioteki lub RSECTION, nie musisz się martwić o kąt obrotu przekroju α'. RSTAB automatycznie odczytuje kąt. Jednakże dla profili niestandardowych należy samodzielnie określić główny kąt osiowy, a następnie dostosować orientację przez obrót przekroju.

Hybryd

Opcja 'Hybryd' jest dostępna dla przekrojów typu 'Parametryczny - Grubościenny II' jak również dla RSECTION-profilów złożonych z wielu materiałów. W zakładce Hybryd można przypisywać właściwości materiałowe komponentom złożonych drewnianych przekrojów.

Definiowanie przekroju hybrydowego

Model cienkościenny

Za pomocą pola kontrolnego 'Model cienkościenny' można dla przekrojów typu 'Normowy - Stalowy' i 'Parametryczny - Cienkościenne' sterować, według której teorii są wyznaczane wartości charakterystyczne przekroju. Dla przekroju grubościennego na przykład powierzchnie ścinające i moment bezwładności na skręcanie są określane inną metodą, ponieważ rozwiązanie analityczne dotyczy tylko przekrojów cienkościennych.

Notacja amerykańska dla wartości przekrojowych

Symbole wartości przekrojowych różnią się według konwencji europejskich i amerykańskich. Pole kontrolne umożliwia ustawienie, czy momenty statyczne są oznaczane jako S lub Q.

Wygładzanie naprężeń w celu uniknięcia osobliwości

Wygładzanie naprężeń jest szczególnie przydatne dla złożonych drewnianych przekrojów, aby unikać osobliwości w obszarach połączeń. Tam naprężenia ścinające często prowadzą do wzrostu naprężeń, które mogą negatywnie wpływać na wymiarowanie. Dzięki tej funkcji osiąga się lepszy rozkład naprężeń.

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

Wartości charakterystyczne przekroju

W tej sekcji podano najważniejsze wartości charakterystyczne przekroju. Dalsze wartości znajdują się w zakładce Wartości charakterystyczne przekroju.

Powierzchnie przekrojów

Powierzchnie przekrojów 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 z I_y.

W poniższym artykule fachowym znajdziesz informacje o określaniu powierzchni ścinających: https://www.dlubal.com/de/support-und-schulungen/support/knowledge-base/000966

Powierzchnie ścinające wpływają na odkształcenia ścinające, które powinny być brane pod uwagę zwłaszcza w krótkich, masywnych prętach. Jeśli zmieniasz powierzchnie ścinające, powinieneś unikać ekstremalnie małych wartości: Powierzchnie ścinające są w mianowniku równań, co może powodować problemy numeryczne.

Moment bezwładności powierzchni

Momenty bezwładności definiują sztywność przekroju względem obciążenia momentami: Moment bezwładności skręcania I_T opisuje sztywność przeciwko skręceniu wokół osi podłużnej, a momenty bezwładności drugiego rzędu I_y i I_z opisują sztywność przeciwko zginaniu wokół lokalnych osi y i z. Oś y jest uważana za „silną” oś. Moment bezwładności powierzchni wg II rzędu I_ω określa opór przeciwko zwichrowaniu.

Dla profili niesymetrycznych momenty bezwładności są podane względem głównych osi u i v przekroju. Lokalne osie przekroju przedstawione są w grafice przekroju.

Właściwości przekroju i osie przekroju L.

Można dostosować powierzchnie przekroju i momenty bezwładności za pomocą współczynników, które są zdefiniowane jako 'modyfikacja struktury' specyficzna dla przekroju (zobacz rozdział Strukturmodifikationen).

Nachylenie głównych osi

Nachylenie głównych osi opisuje położenie głównych osi względem standardowego układu osi głównych symetrycznych przekrojów. Dla profili niesymetrycznych jest to kąt α między osią y a osią u (dodatni w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara). Główne osie są dla profili symetrycznych oznaczane jako y i z, a dla profili niesymetrycznych jako u i v (zobacz zdjęcie Querschnittswerte und Achsen).

Nachylenie głównych osi jest określone według następującego równania:

Nachylenie głównych osi dla profili z Biblioteki nie jest edytowalne. Jednakże można obrócić przekrój o kąt niestandardowy: Aby to zrobić, aktywuj pole kontrolne 'Obrotu przekroju' w sekcji 'Opcje' (zobacz sekcję Obrotu przekroju).

Wymiary (dla nierównomiernych obciążeń temperaturowych)

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

RSECTION

Jeśli istnieje przekrój, który został utworzony z RSECTION, można użyć przycisku aby otworzyć program przekrojowy i zmienić przekrój.

Wartości charakterystyczne przekroju

W zakładce Wartości charakterystyczne przekroju podano szczegółowe wartości charakterystyczne przekroju.

Charakterystyki przekroju parametrycznego

Wartości charakterystyczne przekrojów parametrycznych są określane z RSECTION.

Statystyka

Zakładka Statystyka oferuje przegląd prętów w modelu, które używają przekroju. 'Całkowitą wagę' można na przykład używać do zestawienia stali lub szacowania kosztów.

Statystyka przekroju

Punkty

Geometria przekroju jest definiowana przez punkty. Stanowią one również podstawę dla Linie.

Punkty przekroju

Koordynaty punktów definicyjnych są wymienione w tabeli. Jeśli wybierzesz wiersz, ten punkt na wykresie przekroju zostanie wyróżniony na czerwono. Dla cienkościennych przekrojów punkty definicyjne na liniach środkowych są oznaczone symbolem +. Wygenerowane punkty kontrolne dla łuków są rozpoznawalne po symbolu kłódki z +. Punkty na granicach przekroju wynikają z grubości elementów.

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

Linie

Punkty przekroju są połączone liniami, dzięki czemu geometria przekroju jest określona przez jego obrys. Linie są również podstawą dla Części.

Linie przekroju

Punkty definicyjne linii oraz typy i długości linii są wymienione w tabeli. Jeśli wybierzesz wiersz, ta linia na wykresie przekroju zostanie wyróżniona na czerwono.

Części

Z linii obrysu przekroju jest tworzona jedna lub więcej części.

Części przekroju

Dla każdej części przekroju określane są linie definicyjne, materiał, pole przekroju i masa na jednostkę długości.

Punkty naprężeń

Zakładka Punkty naprężeń składa się z maksymalnie czterech podzakładek. Tam można odczytać współrzędne punktów naprężeń, momenty statyczne i współrzędne zwichrowania wraz z odpowiadającymi grubościami (dla cienkościennych przekrojów) oraz jednostkowe naprężenia obliczone metodą cienkościenną TWA (dla cienkościennych przekrojów) oraz metodą elementów skończonych FEM.

Kontrola punktów napięcia i wartości przekrojów

Można sprawdzić przebiegi przekroju i naprężeń na wykresie przekroju: Kliknij w kolumnie wartości lub wybierz typ z listy poniżej wykresu.

Siatka ES

Ostatnia zakładka zarządza ustawieniami dla siatki elementów skończonych (ES), na podstawie której określane są wartości charakterystyczne przekroju oraz naprężenia jednostkowe.

Siatka ES przekroju

Dwa pola wejściowe oferują możliwość wpływu na dyskretyzację. Przy współczynniku mniejszym niż 1 generowana jest dokładniejsza siatka, przy współczynniku większym niż 1 - siatka grubsza. Zazwyczaj nie wymaga ustawień.