Komponenty do modelowania połączeń stalowych w RFEM 6: blacha łącząca

Jeśli modelowałeś już połączenia stalowe w programie RFEM 6, prawdopodobnie znasz rozszerzenie Połączenia stalowe. Rozszerzenie umożliwia analizę połączeń na podstawie modelu ES. Obliczenia przeprowadzane są dla różnych typów połączeń przekrojów walcowanych i spawanych. Wprowadzanie danych i ocena wyników są w pełni zintegrowane z interfejsem użytkownika programu RFEM opartego na MES.

Dzięki temu rozszerzeniu w programie RFEM 6 można tworzyć połączenia stalowe za pomocą prostego i znanego wprowadzania wstępnie zdefiniowanych komponentów. Biblioteka tych komponentów jest stale poszerzana, aby ułatwić naszym klientom modelowanie połączeń stalowych.

W tym artykule omówiono komponent Płyta łącząca i pokazano, jak za jego pomocą można zamodelować połączenie stalowe, które zostanie przypisane do węzła nr 5 i nr 6 (zdjęcie 01).

Jak pokazano na rysunku 01, połączenie stalowe, które ma zostać utworzone, łączy pręty nr 4, nr 5 i nr 7 z jednej strony oraz pręty nr 21, nr 6 i nr 14 z drugiej strony. Aby rozpocząć tworzenie połączenia stalowego, należy otworzyć okno „Nowe połączenie stalowe”, jak pokazano na Rysunku 02.

Po otwarciu okna „Nowe połączenie stalowe” w sekcji „Przypisane do węzła” należy określić wszystkie węzły przeznaczone do obliczeń. Liczbę węzłów można dostosować, wpisując je lub wprowadzając graficznie za pomocą przycisku „Wybierz indywidualnie”. Połączenie to należy przypisać do węzłów nr 5 i nr 6, dlatego węzły te należy wprowadzić w tej sekcji (rys. 03). Po wybraniu węzła do obliczeń program przypisuje wszystkie pręty połączone z tymi węzłami i grupuje je w osobne grupy.

Oznacza to, że wszystkie pręty, które mają te same właściwości i odpowiednią pozycję w modelu konstrukcyjnym, są zgrupowane razem. W tym przypadku zgrupowane pręty to nr 4 i nr 21, nr 5 i nr 6 oraz nr 7 i nr 14 (rys. 03). Oznaczenie stanu zostanie później wykorzystane dla tych elementów, którym również można nadać indywidualną nazwę (nie musi to być "grupa").

Jak już wspomniano, pręty o identycznych właściwościach są pogrupowane w taki sposób, aby można było zobaczyć te grupy również w zakładce "Pręty" (zdjęcie 04). Ta zakładka umożliwia zarządzanie szczegółowymi ustawieniami prętów połączonych z węzłem. Dlatego ważne jest, aby podać szczegóły dotyczące prętów, takie jak ich typ („zakończony” lub „kontynuowany”). W kolumnie „Podparte końce” można określić, który pręt powinien być podparty w odległym węźle w modelu ES.

Należy pamiętać, że można włączyć podpory dla wielu prętów, ale co najmniej jeden pręt nie musi być podparty. Podpora odpowiada stałemu utwierdzeniu i powinna być dobierana w taki sposób, aby jak najbardziej odpowiadała zachowaniu modelu. W przypadku tego połączenia podparte końce są aktywowane dla prętów z grupy 1 (tj. prętów nr 4 i nr 21).

Zarządzanie wszystkimi składnikami połączenia odbywa się w zakładce Składniki. Jak już wspomniano na początku tego tekstu, jedną z zalet programu RFEM 6 jest możliwość tworzenia połączeń stalowych za pomocą prostego i znanego wprowadzania predefiniowanych komponentów. Różne typy wstępnie zdefiniowanych komponentów (np. blacha czołowa, nakładki, blachy zakładkowe) oraz komponenty podstawowe o uniwersalnym zastosowaniu (blachy, spoiny, płaszczyzny pomocnicze) umożliwiają wprowadzanie wszystkich typów połączeń.

Jednym z takich elementów jest element łączący płytkę, który jest tematem tego artykułu. W ten sposób, oprócz wycięcia pręta potrzebnego do tego połączenia, wstawiane są dwie blachy łączące z biblioteki (zdjęcie 05). W ten sposób można skonfigurować wszystkie komponenty składowe, takie jak blacha węzłowa, blacha czołowa, blacha pióra, spoiny i śruby, z których składa się blacha łącząca.

Sposób definiowania ustawień dla płyty łączącej pokazano najpierw dla ustawień dla płyty nr 1. Zanim jednak przejdziemy do jego właściwości i kryteriów definicji, należy zdefiniować pręt połączony blachą łączącą.

Następnie można wybrać, czy obiektem odniesienia jest istniejący obiekt (tj. pręt, blacha prętowa lub istniejąca blacha), czy też nowa blacha węzłowa. Jeżeli, tak jak w tym przypadku, jako obiekt odniesienia wybrano „Nowa blacha” (rys. 06), pojawia się obszar wprowadzania danych dla blachy węzłowej. Przed jego konfiguracją można zdefiniować również wcięcie X, tzn. odległość końca połączonego pręta od teoretycznego końca pręta.

Ponieważ jako obiekt odniesienia wybrano "Nowa blacha", pojawia się obszar wprowadzania danych dla blachy węzłowej do konfiguracji (zdjęcie 07). Blacha węzłowa jest ograniczona przez główny powiązany obiekt, wybrany w pierwszym rzędzie i może być prętem lub płytą (wraz z blachami prętowymi). Możliwe jest również zdefiniowanie innego powiązanego obiektu, co jest opcjonalne, jeśli konieczne jest wstawienie węzła między dwa istniejące obiekty.

Następnie należy zdefiniować materiał, grubość i wyrównanie. Płaszczyzna, do której zostanie dopasowana blacha węzłowa, można wybrać na dwa sposoby: „Połączony pręt” (dopasowuje węzły do płaszczyzny XZ połączonego pręta) i „Główny obiekt powiązany” (dopasowuje blachę do płaszczyzny utworzonej przez osie podłużne głównego obiektu odniesienia i połączonego pręta). Kolejnymi parametrami definiującymi blachę węzłową są jej wymiary (tj. szerokość i wysokość), przesunięcie wzdłuż osi podłużnej przynależnego obiektu głównego, obrót wokół osi podłużnej elementu łączonego, mimośród względem płaszczyzny tablicę i liczbę tablic. Ostatni można ustawić na 1 lub 2; w tym przypadku używana jest płyta. Ponadto blachę węzłową można modyfikować poprzez odsunięcie, fazowanie lub kombinację obu tych opcji. Dla każdej ze zmian pojawia się nowa linia definicji. W tym przypadku w przypadku blachy węzłowej jest modyfikowane za pomocą fazowań.

Kolejnym elementem składowym płyty łączącej jest płyta pióra. Blacha ta łączy (zdefiniowaną dalej) blachę czołową z obiektem odniesienia i może być postrzegana jako przedłużenie połączonego elementu w postaci blachy. Jeżeli obiektem odniesienia jest istniejący obiekt, położenie płyty wypustu jest odpowiednio dostosowywane. Jeżeli obiektem odniesienia jest nowa blacha, jak w tym przypadku, blacha pióra jest umieszczana centrycznie w stosunku do elementu łączącego, a położenie nowej blachy węzłowej jest dostosowywane do blachy węzłowej.

Aby zdefiniować płytę pióra, należy zdefiniować materiał, wymiary i położenie płyty. Ten ostatni można wybrać jako przód, tył lub oba. Usunięte narożniki pióra można zmodyfikować poprzez fazowanie lub zaokrąglenie. W przypadku połączenia utworzonego w tym artykule blacha pióra jest modyfikowana za pomocą fazowania (zdjęcie 08).

Następny element składowy (tj. płyta czołowa) może być traktowany jako połączenie między elementem łączonym a płytą czołową, przy czym pierwszy jest spawany z jednej strony płyty czołowej, a drugi z drugiego miejsca. Ta płyta jest definiowana przez wybór materiału, grubość płyty i odległości od krawędzi połączonego elementu. Całkowite wymiary płyty są następnie automatycznie wyświetlane w dwóch ostatnich wierszach przekroju (zdjęcie 09).

Aby zakończyć definicję blachy łączącej, należy określić, w jaki sposób wszystkie nowe komponenty, które zostaną wprowadzone do połączenia, zostaną połączone. Można to zrobić w obszarach wprowadzania "Spoiny" i "Śruby" pokazanych na rys. 08. Ten pierwszy jest umieszczany między elementem połączonym a blachą czołową, blachą czołową a blachą wypustową oraz blachą węzłową a obiektem odniesienia.

Zasadniczo, w ramach powyższych połączeń, nowa linia definicji jest używana dla każdego kontaktu między dwiema płytami. W definicji znajduje się pole wyboru typu spoiny oraz (dla opcji pachwinowej) grubość spoiny. Z drugiej strony śruby łączą blachę pióra i blachę węzłową. Zostanie wyświetlony monit o zdefiniowanie średnicy śruby, klasy śruby i właściwości śrub, takich jak poziomy i pionowy rozstaw śrub.

To samo należy zrobić dla płyty łączącej nr 2. Aby uniknąć powtarzania całego procesu i rozszerzania tego tekstu, zastosowane ustawienia pokazano na rysunkach 11 i 12.

Tak zdefiniowane połączenie pokazano na rys. 13.