Wstęp
Za pomocą metody elementów skończonych można obliczać odkształcenia i siły dla konstrukcji statycznie określonych i nadmiernie określonych. Aby uzyskać rozwiązania układu równań tła, zależnego od wybranych przekrojów, długości i obrotu pręta, wymagane są geometryczne (na przykład podpora) i techniczne obciążenie (na przykład obciążenie konstrukcyjne):
[K] ∙ {u} = {F}
Gdzie
[K] jest macierzą sztywności,
{u} jest wektorem przemieszczenia węzłowego,
{F} jest wektorem obciążeń węzłowych.
Przykład: Sprężyna o stałej sprężystości K = 3 N/m zostaje wydłużona do u = 0,5 m pod wpływem siły F. Zatem siła F wynosi 3 N/m ∙ 0,5 m = 1,5 N.
Moduł RF-/STEEL Warping Torsion określa siły i odkształcenia określonych zbiorów prętów ponownie w nowych obliczeniach z wykorzystaniem siedmiu stopni swobody. Oznacza to jednak, że wyekstrahowanych konstrukcji belkowych bez warunków brzegowych nie można obliczać. Obliczenia wymagają odpowiednich więzów geometrycznych w postaci definicji podpory oraz obciążeń techniczno-wytrzymałościowych w postaci obciążenia pręta.
Ponieważ definicje podpór geometrycznych są zazwyczaj takie same dla różnych sytuacji obciążeń, podpory węzłowe można zdefiniować w oknie 1.7, a podpory liniowe sprężyste w oknie 1.13 w każdym węźle wyodrębnionej konstrukcji belkowej. Program uzyskuje ograniczenie techniczne na podstawie sytuacji obciążeń (przypadków obciążeń, kombinacji obciążeń i kombinacji wyników) wybranych w oknie 1.1. Ponieważ sytuacje obciążeń obejmują tylko obciążenia dla całej konstrukcji w programie RFEM/RSTAB, a nie dla częściowej konstrukcji belkowej, konieczne jest zdefiniowanie każdej sytuacji obciążenia i zbioru prętów (części konstrukcji) w celu obliczenia częściowej konstrukcji w RF-/STEEL Warping Torsion. Obciążenia te są określane na początku obliczeń w module z wykorzystaniem sił wewnętrznych obliczeń globalnych w programie RFEM/RSTAB. Te nowe obciążenia prętowe konstrukcji częściowej oraz podpór węzłowych, zdefiniowane już w module, są następnie wykorzystywane do określania nowych sił i odkształceń zgodnie z analizą skręcania skrępowanego.
Określanie obciążeń prętowych dla konstrukcji częściowych
Oprogramowanie do obliczeń przeprowadza opisane poniżej sprawdzenie dla każdej konstrukcji częściowej i związanej z tym sytuacji obciążenia.
W celu określenia obciążeń dla analizy zaawansowanej program wykorzystuje równanie różniczkowe linii zginania.
Gdzie
w (x) jest funkcją przemieszczenia,
M (x) jest funkcją rozkładu momentów zginających,
EI (x) jest funkcją sztywności na zginanie wyznaczonej na podstawie osi podłużnej pręta (moduł sprężystości ∙ momentu bezwładności).
Na podstawie zależności pomiędzy linią zginania a obciążeniem (twierdzenie Schwedlera) program może określić rozkłady obciążeń qy (x), qz (x) przy użyciu momentu zginającego My (x), Mz (x):
Moment zginający M (x) = - EI (x) ∙ w '' (x)
Siła tnąca Q (x) = - (EI (x) ∙ w '' (x)) '
Obciążenie q (x) = (EI (x) ∙ w '' (x)) ''
W krokach rozkładu funkcja przenoszenia określa odpowiednie obciążenia liniowe dla wyodrębnionej konstrukcji oraz obciążenia węzłowe. Siły wewnętrzne od siły osiowej i skręcania są przeliczane w podobny sposób i przykładane do konstrukcji częściowej jako obciążenia. W tej analizie nie należy uwzględniać sił tnących, ponieważ wynikają one bezpośrednio z pochodnych momentów zginających i ponownie powstają pośrednio z nowych obciążeń równoważnych.
W wyniku zastosowania tej procedury ostateczna konstrukcja częściowa zostanie obciążona siłami wewnętrznymi podobnymi do sił wynikających z obliczeń globalnych całej konstrukcji w programie RFEM/RSTAB, o ile zostaną zastosowane zdefiniowane przez użytkownika ograniczenia geometryczne (podpory) dla konstrukcji częściowej do konstrukcji częściowej, tak jak i do globalnych oddziaływań konstrukcji. Podczas definiowania podpór należy przestrzegać następujących zasad:
- Podpora musi zostać przyłożona jako afinicznie do efektu w całej konstrukcji.
- Konstrukcja częściowa musi zostać określona statycznie lub nadmiernie określona.
- W przypadku konstrukcji częściowych zgodnych z całą konstrukcją konieczne jest podanie podpór w taki sam sposób, jak dla całej konstrukcji.
- Podpory pośrednie w konstrukcji częściowej należy zawsze definiować z taką samą sztywnością, jak dla całej konstrukcji.
- W przypadku wydzielonych konstrukcji częściowych podpory powinny być otwarte w punktach skrawania odnoszących się do przenoszących momentów zginających w danym kierunku obrotu. Aby odwzorować rozkłady sił osiowych i skręcających wywołanych obciążeniami zewnętrznymi, należy otworzyć dowolne podpory krawędziowe w odpowiednim kierunku i wokół niego. Wewnętrzne siły utwierdzające na konstrukcji częściowej są uwzględniane tylko częściowo (jako obciążenie zewnętrzne według funkcji przenoszenia).
Ta funkcja przenoszenia może być stosowana w przypadkach obciążeń PO, kombinacji obciążeń KO i kombinacjach wyników PO.
Uwagi końcowe
Nowa funkcja przenoszenia jest złożonym narzędziem do określania obciążeń konstrukcji częściowych. Pełna integracja z RF-/STEEL Warping Torsion pozwala w pełni wykorzystać potencjał tej funkcji. Dzięki temu określenie obciążenia do obliczeń według siedmiu stopni swobody zależy tylko od wyboru sytuacji obciążenia, które mają zostać przeanalizowane.
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)
