2166x
001787
2023-01-17

Zwolnienia węzłowe w programie RFEM 6

Zwolnienia węzłowe są to specjalne obiekty w programie RFEM 6, które umożliwiają konstrukcyjne odłączenie obiektów dołączonych do węzła. Zwolnienie jest sterowane przez warunki typu zwolnienia, które również mogą mieć właściwości nieliniowe. W tym artykule przedstawiono definicję zwolnień węzłowych na praktycznym przykładzie.

Po zdefiniowaniu zwolnień węzłowych program generuje węzły należące do różnych części modelu, a między nimi generuje niewidoczny pręt. Siły wewnętrzne są takie same jak dla pręta, którego początek znajduje się w węźle pierwotnym, a koniec w węźle odsprzęgniętym.

Zwolnienia węzłowe są najczęściej odpowiednie dla modeli prętowych o geometrii nieliniowej. Zwolnienia węzłowe można na przykład wykorzystać do modelowania skrzyżowań prętów z belkami podnoszącymi, ruchomymi konstrukcjami dolnymi lub połączonymi obiektami ze specjalnymi warunkami brzegowymi.

Dlatego jednym z przypadków, w których konieczne jest zastosowanie zwolnienia węzłowego, są modele, w których jedna belka leży na drugiej, ale nie są one sztywno połączone za pomocą śrub lub spawania. Przykładem może być skrzyżowanie belek pokazane na Rysunku 2, w którym belka wspornikowa leży luźno na belce podporowej.

W takim przypadku konieczne jest zdefiniowanie zwolnienia węzłowego w celu oddzielenia modelu w miejscu przecięcia się belek. Zwolnienia węzłowe można znaleźć w programie RFEM 6 w nawigatorze w sekcji „Obiekty specjalne” lub w menu „Wstaw” → „Obiekty specjalne” → „Zwolnienia węzłowe” → „Okno dialogowe” (rys. 3).

W obu przypadkach okno dialogowe "Nowe zwolnienie węzłowe" jest dostępne, jak pokazano na rys. 4. Definiowanie zwolnienia węzłowego można rozpocząć od wyboru miejsca (węzeła), w którym model powinien zostać odłączony, a zwolnienie węzłowe, w którym ma zostać wygenerowane. Można to zrobić w prawym górnym rogu okna dialogowego. Następnie w sekcji „Zwolnione obiekty” należy określić pręty, powierzchnie lub bryły, które zostaną rozprzęgnięte w wybranym węźle. Można to zrobić wpisując ich numer lub używając przycisku „Wybierz indywidualnie” w celu graficznego zdefiniowania obiektów w oknie roboczym.

W tym konkretnym przykładzie pręty 3 i 4 (tj. belka wspornikowa na górze) zostały wybrane do oddzielenia. W ten sposób program RFEM wygeneruje kopię wybranego węzła w tym samym miejscu. Na liście dostępnej w sekcji „Generowanie zwolnienia” należy określić, czy zwolnienie (przegub) ma zostać umieszczone na „węźle pierwotnym”, czy na „węźle zwolnionym”. Ustawienie określa, o jaką część modelu odkształca się przegub, co ma wpływ na wyniki.

Następnie należy zdefiniować odpowiednie warunki zwolnienia węzłowego. Stopnie swobody w węźle są kontrolowane przez typ zwolnienia węzłowego (rys. 5), który opisuje właściwości przegubu. Właściwości te sterują przenoszeniem odkształceń (a tym samym sił wewnętrznych i momentów) między pierwotnym węzłem a jego kopią. Typ zwolnienia węzłowego można zdefiniować w oknie dialogowym, do którego można przejść, klikając ikonę „Utwórz nowy typ zwolnienia” pokazaną na rysunku 4 lub wpisując w nawigatorze pozycję „Typy dla zwolnień węzłowych” w polu „Typy dla obiektów specjalnych”.

Jak pokazano na rysunku 5, warunki typu zwolnienia są podzielone na trzy stopnie swobody „Translacyjne” i jedno zwolnienie „Obrotowe”. Właściwości zwolnienia odnoszą się do osi prętów lub linii. Poprzez zaznaczenie pola wyboru odpowiedniej osi określa się, czy możliwe jest przemieszczenie lub obrót wokół odpowiedniego kierunku. Następnie można dostosować stałą sprężyny translacyjnej lub obrotowej i wprowadzić właściwości nieliniowości (jeśli są dostępne) w kolumnie „Nieliniowość”.

Przed zatwierdzeniem typu zwolnienia węzłowego należy zweryfikować, z którym układem osi związane są zwolnienia przemieszczeń i obrotów. Można to określić w sekcji „Układ współrzędnych” okna dialogowego „Typ zwolnienia węzłowego”, gdzie można wybrać jeden z następujących układów osi: lokalny układ osi (x,y,z), globalny układ współrzędnych (X,Y,Z) lub użytkownik może samodzielnie zdefiniować nowy układ współrzędnych.

Jeżeli zwolnienie odnosi się do lokalnego układu współrzędnych, wyświetlana jest również sekcja “Lokalny układ osi” (rys. 5), w której można zdefiniować pręt lub linię (w zależności od tego, co wybrano z listy), która będzie służyła jako odniesienie.

Podsumowanie

Definicja zwolnień węzłowych jest szczególnie przydatna w przypadku modeli prętowych o geometrii nieliniowej. W programie RFEM 6 można je znaleźć jako „Obiekty specjalne” i wykorzystać do modelowania skrzyżowań prętów z belkami podnośnymi, ruchomymi konstrukcjami dolnymi lub połączonymi obiektami ze specjalnymi warunkami brzegowymi. Zdefiniowanie zwolnienia węzłowego umożliwia rozdzielenie konstrukcyjne obiektów połączonych z węzłem. Zwolnienie jest kontrolowane przez warunki przegubowe, które również mogą mieć właściwości nieliniowe.


Autor

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

Po lewej