narzędzia do modelowania konstrukcji kablowych
Artykuł o tematyce technicznej
Generator sieci trakcyjnej
Realistyczna początkowa postać kabla ma pozytywny wpływ na stabilność obliczeń. Również do momentu osiągnięcia pożądanego stanu końcowego wysiłek związany z „dostrajaniem” zostanie zredukowany. Jeżeli geometria kabla zostanie znaleziona dla kabla obciążonego równomiernie, w odniesieniu do długości rzeczywistej, można użyć generatora trakcji. Można go otworzyć, wskazując "Narzędzia" → "Wygenerować model - Pręty" → "Łuk ...".
Rysunek 01 - Wygeneruj sieć łańcuchową
Oprócz numerów prętów i przekroju należy zdefiniować parametry sieci trakcyjnej. Wysokości stanowią tu odległość węzłów do górnej części sieci trakcyjnej. "Parametr" odpowiada promieniowi zakrzywienia w wierzchołku. W ten sposób można wygenerować dowolną część sieci trakcyjnej.
Węzły przesuwające się w RF-IMP / RSIMP
Geometria kabla nie zawsze odpowiada kształtowi sieci trakcyjnej. Jest to raczej wyjątkowy przypadek. Zasadniczo geometria kabla jest odniesiona do krzywej momentu. Przewód, na przykład w środku obciążony tylko jednym ładunkiem, utworzy kształt trójkątny. W przypadku oddziaływania na kabel dwóch pojedynczych obciążeń powstaje kształt trapezowy.
W przypadku dowolnego obciążenia, a tym samym bardziej złożonego kształtu, można tutaj użyć modułu dodatkowego RF-IMP lub RSIMP. Za pomocą tego modułu można przestawić geometrię kabla w sposób niezgodny z deformacją. Pozwala to na stosunkowo szybkie wygenerowanie modelu, który zbliża się do pożądanego kształtu.
Rysunek 03 - Wstępne odkształcenie z przesunięciem węzłów
Dostrajanie poprzez zmianę długości
Powyższe metody zawsze definiują stan początkowy rzeczywistych obliczeń. Będzie on nadal odkształcany w wyniku oddziaływania obciążeń na kabel. Zazwyczaj jednak końcowy stan pod obciążeniem jest definiowany z góry.
Określone zwinięcie będzie przykładowe dla określonego obciążenia. Trudność polega teraz na zdefiniowaniu kształtu początkowego, w wyniku czego uzyskuje się kształt poszukiwany przy przyłożonym obciążeniu. Bez użycia narzędzi do wyszukiwania kształtów iteracyjnie często jest to możliwe. Jednym z rozwiązań może być modyfikowanie stanu początkowego do momentu znalezienia szukanego zwisu. Ponowne modelowanie stanu początkowego za pomocą powyższych możliwości jest opcjonalne, ale ze względu na proces iteracyjny bardzo uciążliwy. Innym rozwiązaniem jest wydłużenie lub skrócenie kabla o obciążenie prętowe "Odkształcenie osiowe". Przewód zostanie wydłużony lub skrócony i nałożony na siebie wraz z innymi obciążeniami. Jeżeli nie zostanie osiągnięty żądany stan, można przeprowadzić kolejny etap obliczeń, zmieniając „odkształcenie osiowe“. Po osiągnięciu założonego zwisu można modyfikować długości początkową długości kabli (funkcja "Środek ciężkości i informacje"). Suma ta odpowiada wówczas nieobciążonej długości kabla.
W tym miejscu należy wspomnieć o interfejsie COM. Specjalnie zdefiniowana procedura optymalizacyjna (na przykład w programie Excel) może zostać połączona z programem RFEM lub RSTAB.
RF-FORM-FINDING
Program RFEM ze swoim modułem dodatkowym RF-FORM-FINDING oferuje możliwość automatycznego znalezienia poszukiwanego kształtu przy użyciu zdefiniowanego obciążenia. Konieczne jest tylko wprowadzenie pręta, obciążenia i żądanych parametrów.
Rysunek 04 - Parametry kabla dla form-finding
Początkowy kształt oraz podział pręta nie muszą być szczegółowo zdefiniowane. Po zakończeniu obliczeń moduł wyświetla graficznie znaleziony kształt, siły oraz długość i grubość kabla.
Porównanie
Poniżej opisane zostaną opcje, które zostaną porównane między sobą. W przypadku kabli o odległości podpory wynoszącej 20 m pod określonym obciążeniem wymagane jest tutaj ugięcie o wartości 100 cm. Opcja ręcznego odkształcenia konstrukcji za pomocą RF-IMP (Konstrukcja 1) zostanie porównana z rozwiązaniem RF-FORM-FINDING (Konstrukcja 2).
Struktura 1: Kabel został już wstępnie zdeformowany 40 cm, analogicznie do odkształcenia. Z tego względu wymagane jest kolejne odkształcenie 60 cm. Wyniki obliczeń wynoszą tylko 6,1 cm. Z tego względu kabel należy przeciągnąć. Odpowiednią modyfikację długości należy zdefiniować iteracyjnie, a jej wynikiem jest 10,2 cm, które równomiernie rozłożone są na wszystkich prętach.
Rysunek 05 - Struktura 1: Wynik
Wynikająca stąd nieobciążona długość kabla odpowiada sumie długości kabli + długości kabla. (20.02 + 0.102) m = 20.122 m
Struktura 2: W konstrukcji 2, w której form-finding jest przeprowadzany automatycznie w tle, długość kabla nieobciążonego wynosi 20,12 m, a zatem przy określonym obciążeniu ugięcie wynosi 100 cm. Wynik ten jest identyczny z ręcznie określonymi wartościami. Mniejszy wysiłek jest tu potrzebny, ponieważ początkowy kształt został zdefiniowany jako pręt prosty, a cały proces iteracyjny zostaje pominięty.
Podsumowanie
Programy RFEM i RSTAB oferują różne możliwości wymiarowania konstrukcji kablowych na różne sposoby. Nakładu pracy, który może być wymagany do przeprowadzenia projektu, zawsze należy oszacować. W przypadku konstrukcji o bardziej złożonych konstrukcjach, w których dochodzi do powstawania sztywności podkonstrukcji lub oddziaływania między kablami, praca ta staje się stosunkowo nieopłacalna. W takich przypadkach RFEM z modułem dodatkowym RF-FORM-FINDING jest przyjaznym dla użytkownika i wydajnym rozwiązaniem.
Autor

Dipl.-Ing. (FH) Lukas Sühnel
Product Engineering & Customer Support
Słowa kluczowe
Kable Konstrukcje kablowe Znajdowanie kształtu IMP Krzywa łańcuchowa
Literatura
Linki
Skomentuj...
Skomentuj...
- Odwiedziny 4837x
- Zaktualizowane 19. maja 2022
Kontakt
Mają Państwo pytania lub potrzebują porady? Skontaktuj się z nami telefonicznie, mailowo, na czacie lub na forum lub znajdź sugerowane rozwiązania i przydatne wskazówki na stronie FAQ, dostępnej przez całą dobę.

Nowy
Konfiguracje prętów i powierzchni do analizy naprężenia-odkształcenia
W tym artykule pokazano, jak zarządzać danymi wejściowymi dla konfiguracji obliczeniowych prętów i powierzchni w module dodatkowym Analiza naprężeniowo-odkształceniowa.

W porównaniu z modułem dodatkowym RF-FORM-FINDING (RFEM 5), do modułu Form-Finding dla programu RFEM 6 dodano następujące nowe funkcje:
- Określenie wszystkich warunków brzegowych dotyczących obciążenia dla analizy znajdowania kształtu (form-finding) w pojedynczym przypadku obciążenia
- Przechowywanie wyników analizy znajdowania kształtu jako stanu początkowego z możliwością późniejszego wykorzystania przy dalszej analizie modelu
- Automatyczne przypisywanie stanu początkowego z analizy znajdowania kształtu do wszystkich sytuacji obciążeniowych w sytuacji obliczeniowej za pomocą kreatorów kombinacji
- Dodatkowe geometryczne warunki brzegowe dla prętów (długość elementu nieobciążonego, maksymalny zwis w pionie, zwis w pionie w najniższym punkcie punkcie)
- Dodatkowe warunki brzegowe z uwagi na obciążenie w analizie znajdowania kształtu dla prętów (maksymalna siła w pręcie, minimalna siła w pręcie, rozciągająca składowa pozioma, rozciąganie na i-końcu, rozciąganie na końcu j, minimalne rozciąganie na końcu i, minimalne rozciąganie na końcu j)
- Typ materiału „Tkanina” i „Folia” w bibliotece materiałów
- Równoległe analizy znajdowania kształtu w jednym modelu
- Symulacja kolejnych etapów znajdowania kształtów w połączeniu z rozszerzeniem Analiza etapów konstrukcji (CSA)
- Dlaczego wyniki analizy modalnej różnią się między początkowym naprężeniem wstępnym a obciążeniem powierzchniowym?
- Jak przyłożyć obciążenie wiatrem na pręty otwartych konstrukcji?
- Chociaż zamodelowałem dwa identyczne układy konstrukcyjne, otrzymałem inny kształt. Dlaczego?
- Moim celem jest utworzenie siatki z okrągłej płytki z otworami w sposób odwzorowany na mapie. Czy w programie RFEM można wygenerować taką siatkę?
- W jaki sposób można tworzyć rozkładowe kombinacje obciążenia stałego w kontekście znajdowania kształtu?
- Wydaje się, że po moich obliczeniach w RF-FORM-FINDING pręty nie pozostają odkształcone. Co zrobiłem źle?
-
Czy mogę wyeksportować wzór cięcia?
- Jak wymodelować dach namiotu z dwoma stożkami?
- Jak zamodelować podwieszoną konstrukcję membranową za pomocą podpór liniowych?
- Chciałbym policzyć i zaprojektować "latające konstrukcje". Czego potrzebuję do tego?
Powiązane produkty