2558x
001722
2021-11-16

Form-Finding w RFEM 6

Program RFEM 6 zawiera rozszerzenie Form-Finding do określania kształtów równowagi modeli powierzchni obciążonych rozciąganiem i prętów obciążonych siłami osiowymi. Aktywuj ten dodatek w Danych bazowych modelu i użyj go, aby znaleźć położenie geometryczne, w którym naprężenie wstępne lekkich konstrukcji jest w równowadze z istniejącymi warunkami brzegowymi.

Wprowadzanie danych

Po zamodelowaniu konstrukcji w programie RFEM można rozpocząć proces wyszukiwania form. W programie RFEM 6 odbywa się to poprzez przypisanie obciążenia typu form-finding do takich elementów, jak membrany i kable. Obciążenie należy zdefiniować w wyłącznym przypadku obciążenia z kategorią przypadku obciążenia „Sprężenie”, jak pokazano na rys. 1.

Dane wejściowe dla obciążenia powierzchniowego typu form-finding zastosowanego do membran obejmują metodę obliczania (norma lub rzut), definicję formy (siła lub naprężenie) oraz wielkość skojarzonego obciążenia (rys. 2).

W rzeczywistości standardowa metoda opisuje wektor, który może poruszać się swobodnie w przestrzeni, aż do osiągnięcia pozycji docelowej, podczas gdy metoda rzutowania opisuje wektor, który może poruszać się częściowo w przestrzeni i ma stałe współrzędne XY. Zasadniczo należy preferować metodę standardową. Metoda rzutowania jest odpowiednia dla modeli rozpiętych wokół osi środkowej (kształty stożkowe).

Należy pamiętać, że aby zastosować ortotropowe naprężenie wstępne powierzchni, należy zaznaczyć opcję Oś właściwa w oknie Powierzchnia w zakładce Główne , a parametry wejściowe na rysunku 3 muszą zostać odpowiednio dostosowane.

Z drugiej strony obciążenie prętowe typu form-finding może być geometryczne lub wprowadzone jako siła. To pierwsze można zdefiniować za pomocą długości, długości nie naprężonej i ugięcia (w tym ugięcia pionowego maksymalnego i dolnego punktu). Ilustruje to rysunek 4. To ostatnie można zdefiniować jako siłę w pręcie, rozciąganie na końcach, poziomą składową rozciągania lub gęstość siły (rys. 5).

Ustawienia analizy

Ustawienia analizy można zdefiniować, jak pokazano na rys. 6. W ten sposób użytkownik może określić, w ilu iteracjach ma zostać naprężone elementy o zdefiniowanej wcześniej wartości w ramach obliczeń form-finding. Po przekroczeniu tej granicy program zatrzymuje się wielokrotnie, stosując naprężenie wstępne o wartości początkowej podczas obliczeń form-fining. W rzeczywistości zwiększenie dopuszczalnych iteracji może prowadzić do lepszej zbieżności.

Następnie można dostosować prędkość zbieżności, która kontroluje stabilność obliczeń. Sztywność bezwzględna jest stosowana w obliczeniach do powierzchni membrany, ale użytkownik może zwiększyć sztywność, podając wartość mniejszą niż 1. Powoduje to wolniejszą zbieżność, ale większą stabilność obliczeń.

W ustawieniach dostępna jest również opcja integracji wstępnego kształtowania. Wstępne kształtowanie przemieszcza elementy powierzchniowe ES przy użyciu prostej liniowej metody siła-gęstość. W ten sposób droga między pozycją początkową a pozycją docelową jest zwykle redukowana dla rzeczywistego iteracyjnego procesu form-finding. Dzięki temu oszczędzana jest pewna ilość czasu obliczeniowego, a globalny proces wyszukiwania formularzy jest szybszy.

Wyniki

Po obliczeniu przypadku obciążenia można wyświetlić graficznie deformacje oraz wyniki prętów i powierzchni za pomocą zakładki Wyniki w nawigatorze. Pierwsza z nich opisuje odkształcenie między początkową wartością wprowadzaną a wyznaczonym kształtem równowagi, a druga zawiera warunki siły lub naprężenia dla kształtu równowagi, z uwzględnieniem zdefiniowanych parametrów określania kształtu. Przykłady tych wyników przedstawiono odpowiednio na rysunkach 7 i 8.

Kolejne przyłożenie obciążenia

W tym momencie dostępne wyniki reprezentują nową konfigurację modelu. W celu przeprowadzenia dalszych obliczeń konstrukcji i analizy statyczno-wytrzymałościowej całego modelu, program przenosi geometrię końcową, w tym odkształcenia w poszczególnych elementach, do tzw. stanu początkowego, który można następnie używać do analizy obciążeń i kombinacji obciążeń.

Dlatego też, jeśli później ma zostać przyłożone określone obciążenie, należy uwzględnić stan początkowy z przypadku obciążenia formującego. Innymi słowy, odkształcenie w kolejnych przypadkach obciążeń dotyczy wyznaczonego wcześniej kształtu równowagi.

Opcja uwzględnienia stanu początkowego z przypadku obciążenia typu forming może zostać aktywowana, jak pokazano na rysunku 9. Przykład takiego przyłożenia obciążenia pokazano na rysunku 10, gdzie śnieg jest przykładany z uwzględnieniem kształtu równowagi lekkiej konstrukcji.


Autor

Pani Kirova jest odpowiedzialna za tworzenie artykułów technicznych i zapewnia wsparcie techniczne dla klientów firmy Dlubal.

Po lewej