Jak już wiesz, po pomyślnym zakończeniu obliczeń wyniki przypadku obciążenia w Analizie modalnej są wyświetlane w programie. W ten sposób można od razu zobaczyć pierwszy kształt drgań w postaci graficznej lub w postaci animacji. Można również łatwo dostosować sposób wyświetlania standaryzacji postaci własnych. Można to zrobić bezpośrednio w nawigatorze Wyniki, w którym dostępna jest jedna z czterech opcji wizualizacji kształtów drgań dostępnych dla wyboru:
Skalowanie wartości wektora kształtu postaci uj na 1 (uwzględnia tylko składowe przesunięcia)
Wybór maksymalnej translacyjnej składowej wektora własnego i ustawienie jej na 1
Uwzględnienie całego wektora własnego (wraz z komponentami obrotu), wybór maksimum i ustawienie go na 1
Ustawienie masy modalnej mi dla każdego kształtu drgań na 1 kg
Szczegółowe informacje na temat ujednolicenia postaci drgań własnych można znaleźć w instrukcji online .
Czy obliczenia się zakończyły? Wyniki analizy modalnej są wówczas dostępne zarówno w formie graficznej, jak i tabelarycznej. Wyświetl tabele wyników dla przypadku obciążenia lub przypadków obciążeń analizy modalnej. Dzięki temu na pierwszy rzut oka można zobaczyć wartości własne, częstotliwości kątowe, częstotliwości i okresy drgań własnych konstrukcji. W przejrzysty sposób wyświetlane są również efektywne masy modalne, modalne współczynniki masy i współczynniki udziału.
Czy wiecie, że...? W przypadku odciążenia elementu konstrukcyjnego za pomocą plastycznego modelu materiałowego, w przeciwieństwie do modelu Izotropowy | Nieliniowy sprężysty model materiałowy, odkształcenie pozostaje po całkowitym odciążeniu.
Do wyboru są trzy różne typy definicji:
Norma (definicja naprężenia równoważnego, przy którym materiał ulega uplastycznieniu)
Bilinearny (definiowanie naprężenia zredukowanego i modułu wzmocnienia)
Twoim celem jest określenie liczby postaci drgań własnych? Program oferuje dwie metody. Z jednej strony, można ręcznie zdefiniować liczbę najmniejszych kształtów drgań, które mają zostać obliczone. W tym przypadku liczba dostępnych kształtów postaci zależy od stopni swobody (tzn. liczby punktów mas swobodnych pomnożonych przez liczbę kierunków, w których działają masy). Jest to jednak ograniczone do 9999. Z drugiej strony, maksymalną częstotliwość drgań własnych można ustawić w taki sposób, w jaki program określił kształty automatycznie, aż do osiągnięcia zadanej częstotliwości drgań własnych.
W przypadku ponownego zwolnienia elementu konstrukcyjnego z materiałem nieliniowo sprężystym odkształcenie wróci do tej samej trajektorii. W przeciwieństwie do Izotropowego|Plastyczny model materiałowy, po całkowitym odciążeniu nie pozostaje odkształcenie.
Do wyboru są trzy różne typy definicji:
Norma (definicja naprężenia równoważnego, przy którym materiał ulega uplastycznieniu)
Bilinearny (definiowanie naprężenia zredukowanego i modułu wzmocnienia)
Wykres naprężenie-odkształcenie:
Określenie wielokątnego wykresu naprężenie - odkształcenie
W rozszerzeniu Projektowanie konstrukcji betonowych można przeprowadzać obliczenia sejsmiczne dla prętów żelbetowych zgodnie z EC 8. Są to między innymi następujące funkcje:
Konfiguracje obliczeń sejsmicznych
Rozróżnianie klas ciągliwości DCL, DCM, DCH
Możliwość przeniesienia współczynnika odpowiedzi z analizy dynamicznej
Sprawdzenie wartości granicznej współczynnika odpowiedzi
Weryfikacja nośności dla "Wytrzymały słup - słaba belka"
Uszczegółowienie i reguły szczególne dla współczynnika ciągliwości krzywizny
Uszczegółowienie i reguły szczególne dla ciągliwości lokalnej
Czy wiedzą Państwo, że...? W przeciwieństwie do innych modeli materiałowych, wykres naprężenie-odkształcenie dla tego modelu materiałowego nie jest antymetryczny względem początku. Ten model materiałowy można wykorzystać na przykład do symulacji zachowania betonu zbrojonego włóknami stalowymi. Więcej informacji na temat modelowania betonu zbrojonego włóknami stalowymi można znaleźć w artykule technicznym Właściwości materiałowe betonu zbrojonego włóknami stalowymi.
W tym modelu materiału sztywność izotropowa jest redukowana za pomocą skalarnego parametru uszkodzenia. Ten parametr uszkodzenia wyznaczany jest z krzywej naprężeń określonej na wykresie. Nie uwzględnia się kierunku naprężeń głównych. Zamiast tego uszkodzenie występuje w kierunku odkształcenia zastępczego, które obejmuje również trzeci kierunek prostopadły do płaszczyzny. Obszary rozciągania i ściskania tensora naprężeń są traktowane oddzielnie. W takim przypadku obowiązują inne parametry uszkodzenia.
"Wielkość elementu odniesienia" określa, w jaki sposób odkształcenie w obszarze rys jest skalowane do długości elementu. Przy domyślnej wartości zero skalowanie nie jest wykonywane. Pozwala to na realistyczne modelowanie zachowania materiałowego betonu zbrojonego włóknami stalowymi.
Czy znasz już model materiałowy Tsai-Wu? Łączy w sobie właściwości plastyczne i ortotropowe, co pozwala na specjalne modelowanie materiałów o charakterystyce anizotropowej, takich jak tworzywa sztuczne wzmocnione włóknami czy drewno.
Podczas uplastycznienia materiału naprężenia pozostają stałe. Zachodzi redystrybucja w zależności od sztywności występującej w poszczególnych kierunkach. Obszar sprężysty odpowiada powierzchni ortotropowej | Liniowy sprężysty model materiałowy (bryły). Dla strefy plastycznej ma zastosowanie następujące kryterium plastyczności według Tsai-Wu:
Wszystkie wytrzymałości są zdefiniowane jako dodatnie. Kryterium naprężeń można sobie wyobrazić jako powierzchnię eliptyczną w sześciowymiarowej przestrzeni naprężeń. Jeżeli jedna z trzech składowych naprężenia zostanie przyłożona jako stała wartość, powierzchnię tę można rzutować na trójwymiarową przestrzeń naprężeń.
Jeżeli wartość fy (σ), zgodnie z równaniem Tsai-Wu, płaski warunek naprężenia, jest mniejsza niż 1, naprężenia znajdują się w strefie sprężystej. Powierzchnia plastyczna zostaje osiągnięta, gdy fy (σ) = 1; wartości większe niż 1 nie są dozwolone. Zachowanie modelu jest idealnie plastyczne, co oznacza, że nie występuje usztywnienie.
Czy wiesz dokładnie, w jaki sposób przebiega wyszukiwanie kształtu? Po pierwsze, proces znajdowania kształtu przypadków obciążeń z kategorią przypadku obciążenia "Wstępne naprężenie" przesuwa początkową geometrię siatki do optymalnie zrównoważonej pozycji za pomocą iteracyjnych pętli obliczeniowych. W tym celu program wykorzystuje metodę Zaktualizowanej Strategii Odniesienia (URS) opracowaną przez prof. Bletzingera i prof. Ramma. Technologię tę charakteryzują kształty równowagi, które po obliczeniach prawie dokładnie odpowiadają początkowo zadanym warunkom brzegowym (ugięcie, siła i naprężenie wstępne).
Oprócz opisu oczekiwanych sił lub zwisów na elementach, zintegrowane podejście URS umożliwia również uwzględnienie sił regularnych. W całym procesie pozwala to na przykład na opisanie ciężaru własnego lub ciśnienia pneumatycznego za pomocą odpowiednich obciążeń elementów.
Wszystkie te opcje dają rdzeniu obliczeniowemu możliwość obliczania postaci antyklastycznych i synklastycznych, które są w równowadze sił, dla geometrii płaskich lub obrotowo-symetrycznych. Aby możliwe było realistyczne zaimplementowanie obu typów, pojedynczo lub razem w jednym środowisku, w obliczeniach dostępne są dwa sposoby opisania wektorów sił do analizy form-finding:
Metoda rozciągania - opis znajdowania kształtu wektorów sił w przestrzeni dla geometrii płaskich
Metoda rzutowania - opis znajdowania kształtu wektorów sił na płaszczyznę rzutowania z ustaleniem położenia poziomego dla geometrii stożkowych
Czy odkryłeś już tabelaryczne i graficzne przedstawianie mas w punktach siatki? Po prawej, jest to również jeden z wyników analizy modalnej w programie RFEM 6. W ten sposób można sprawdzić importowane masy, które zależą od różnych ustawień analizy modalnej. Mogą być one wyświetlane w zakładce Masy w punktach siatki tabeli Wyniki. Tabela zawiera przegląd następujących wyników: Masa - kierunek przesuwny (mX, mY, mZ ), Masa - kierunek obrotowy (mφX, mφY, mφZ ) oraz suma mas. Czy nie byłoby lepiej, gdybyś jak najszybciej przeprowadził ocenę graficzną? Następnie można również wyświetlić graficznie masy w punktach siatki.
W porównaniu z modułem dodatkowym RF-FORM-FINDING (RFEM 5), program zawiera:\} do 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)
Po aktywowaniu rozszerzenia Form-Finding w Danych ogólnych, efekt znajdowania kształtu jest przypisywany do przypadków obciążeń z kategorią przypadków obciążenia "Sprężenie" w połączeniu z obciążeniami od znajdowania kształtu od pręta, powierzchni i bryły wczytaj katalog. Jest to przypadek obciążenia wstępnego naprężenia. Przekształca się on zatem w analizę znajdowania kształtu dla całego modelu ze zdefiniowanymi w nim wszystkimi elementami prętowymi, powierzchniowymi i bryłowymi. Do znajdowania kształtu odpowiednich elementów prętowych i membranowych dochodzi się w całym modelu za pomocą specjalnych obciążeń w zakresie znajdowania kształtu i regularnych definicji obciążeń. Te obciążenia znajdowania kształtu opisują oczekiwany stan odkształcenia lub siły po wyszukaniu kształtu w elementach. Obciążenia regularne opisują zewnętrzne obciążenie całego układu.
Wprowadzenie typu obciążenia Woda stojąca umożliwia symulację oddziaływań deszczu na powierzchnie wielokrotnie zakrzywione, z uwzględnieniem przemieszczeń według analizy dużych odkształceń.
Ten numeryczny proces analizy deszczowej analizuje przypisaną geometrię powierzchni i określa, które składowe wody deszczowej spływają, a które gromadzą się w postaci kałuży (kieszeni wodnych) na powierzchni. Rozmiar kałuży powoduje wówczas odpowiednie obciążenie pionowe do analizy statyczno-wytrzymałościowej.
Funkcja ta jest przeznaczona do analizy w przybliżeniu poziomych geometrii dachów membranowych pod obciążeniem deszczem.
Czy wiecie, że...? W przypadkach obciążeń typu Analiza modalna można z łatwością wprowadzać zmiany konstrukcyjne. Pozwala to na przykład na indywidualne dostosowanie sztywności materiałów, przekrojów, prętów, powierzchni, przegubów i podpór. W przypadku niektórych rozszerzeń można również modyfikować sztywności. Po wybraniu obiektów ich właściwości sztywności są dostosowywane do typu obiektu. W ten sposób można je zdefiniować w osobnych zakładkach.
Czy chcesz przeanalizować uszkodzenie obiektu (na przykład słupa) w analizie modalnej? Jest to również możliwe bez żadnych problemów. Wystarczy przejść do okna Modyfikacja konstrukcji i dezaktywować odpowiednie obiekty.
Proces znajdowania kształtu tworzy model konstrukcyjny z aktywnymi siłami w "przypadku obciążenia sprężonego" Ten przypadek obciążenia pokazuje przemieszczenie od początkowego położenia wejściowego do ustalonej geometrii w wynikach deformacji. W wynikach opartych na sile lub naprężeniach (siły wewnętrzne prętów i powierzchni, naprężenia w bryłach, ciśnienia gazu itp.) określany jest stan w celu zachowania znalezionej formy. Do analizy kształtu geometrycznego program oferuje dwuwymiarowy wykres konturowy z przedstawieniem wysokości bezwzględnej i wykresem nachylenia do wizualizacji sytuacji na zboczu.
Teraz przeprowadzane są dalsze obliczenia i analiza statyczno-wytrzymałościowa całego modelu. W tym celu program przenosi geometrię zorientowaną na kształt wraz z odkształceniami zależnymi od elementów do uniwersalnego stanu początkowego. Można go teraz używać w przypadkach obciążeń i kombinacjach obciążeń.
W porównaniu z modułem dodatkowym RF-/DYNAM Pro-Natural Vibrations (RFEM 5/RSTAB 8) do rozszerzenia Analiza modalna dla programu RFEM 6/RSTAB 9 dodano następujące nowe funkcje:
Predefiniowane współczynniki kombinacji dla różnych norm (EC 8, ASCE itp.)
Opcjonalne pominięcie mas (na przykład masy fundamentów)
Metody określania liczby postaci drgań własnych (liczba zdefiniowana przez użytkownika, liczba określana automatycznie - w celu osiągnięcia zadanych efektywnych współczynników masy modalnej, liczba określana automatycznie - w celu osiągnięcia maksymalnej częstotliwości drgań własnych)
Wyniki w postaci mas modalnych, efektywnych mas modalnych, współczynników masy modalnej i współczynników udziału masy
Tabelaryczne i graficzne przedstawienie mas w punktach siatki MES
Różne opcje skalowania postaci drgań własnych w nawigatorze wyników
Podczas definiowania danych wejściowych dla przypadku obciążenia analizy modalnej można uwzględnić przypadek obciążenia, którego sztywności reprezentują początkową pozycję analizy modalnej. Jak to zrobić? Jak pokazano na rysunku, należy wybrać opcję "Uwzględnij stan początkowy z". Teraz otwórz okno dialogowe "Ustawienia stanu początkowego" i zdefiniuj typ Sztywność jako stan początkowy. W tym przypadku obciążenia, który jest stanem początkowym branym pod uwagę, można uwzględnić sztywność układu konstrukcyjnego, gdy pręty rozciągane ulegają uszkodzeniu. Celem tego wszystkiego: Sztywność z tego przypadku obciążenia jest uwzględniana w analizie modalnej. W ten sposób uzyskuje się wyraźnie elastyczny system.
Często zachodzi potrzeba pominięcia mas. Dzieje się tak zwłaszcza w przypadku, gdy wyniki analizy modalnej mają być wykorzystane do analizy sejsmicznej. W tym celu wymagane jest 90% efektywnej masy modalnej w każdym kierunku. Pozwala to na pominięcie masy we wszystkich utwierdzonych podporach węzłowych i liniowych. Program automatycznie dezaktywuje powiązane masy.
Obiekty, których masy mają zostać pominięte w analizie modalnej, można również wybrać ręcznie. Dla lepszego widoku pokazaliśmy to ostatnie na rysunku. W wyniku wyboru przez użytkownika obiektów masowych wraz z skojarzonymi z nimi składowymi masowymi można pominąć masy.
Widać to już na obrazku: Imperfekcje można również uwzględnić podczas definiowania przypadku obciążenia w analizie modalnej. Typy imperfekcji, które mogą być stosowane w analizie modalnej, to obciążenia hipotetyczne z przypadku obciążenia, początkowe przemieszczenie w tabeli, odkształcenie statyczne, postać wyboczeniowa, postać dynamiczna oraz grupa przypadków imperfekcji.
Zaraz po zakończeniu obliczeń wyświetlane są wartości własne, częstotliwości drgań własnych i okresy. Okna z tymi wynikami zintegrowane są z programem głównym RFEM/RSTAB. W tabelach można znaleźć wszystkie kształty drgań konstrukcji, a także można je wyświetlić graficznie i animować.
Wszystkie tabele wyników i grafiki stanowią część raportu programu RFEM/RSTAB. Zapewnia to przejrzystą dokumentację obliczeń. Tabele można również eksportować do programu MS Excel.
Czy oprócz obciążeń statycznych chcesz uwzględnić również inne obciążenia jako masy? Program umożliwia to dla obciążeń węzłowych, prętowych, liniowych i powierzchniowych. W tym celu podczas definiowania obciążenia należy wybrać typ Obciążenie masą. Dla takich obciążeń należy zdefiniować masę lub składowe masy w kierunkach X, Y i Z. W przypadku mas węzłowych można dodatkowo zdefiniować momenty bezwładności X, Y i Z w celu modelowania bardziej złożonych punktów mas.
Czy obliczenia zakończyły się pomyślnie? Wyniki poszczególnych etapów budowy można teraz wyświetlać graficznie oraz w tabelach w programie RFEM. Ponadto program RFEM umożliwia uwzględnienie etapów budowy w kombinatoryce i uwzględnienie ich w dalszych obliczeniach.
W ustawieniach analizy modalnej należy wprowadzić wszystkie dane, które są niezbędne do określenia częstotliwości drgań własnych. Są to na przykład kształty mas i solwery wartości własnych.
Rozszerzenie Analiza modalna określa najniższe wartości częstości drgań własnych konstrukcji. Liczbę wartości własnych można dostosować lub określić automatycznie. Należy zatem osiągnąć efektywne współczynniki masy modalnej lub maksymalne częstotliwości drgań własnych. Masy są importowane bezpośrednio z przypadków obciążeń i kombinacji obciążeń. W takim przypadku istnieje możliwość uwzględnienia masy całkowitej, składowych obciążenia w globalnym kierunku Z lub tylko składowej obciążenia w kierunku siły ciężkości.
Dodatkowe masy w węzłach, liniach, prętach lub powierzchniach można zdefiniować ręcznie. Ponadto można wpływać na macierz sztywności poprzez import sił osiowych lub modyfikacji sztywności z przypadku obciążenia lub kombinacji obciążeń.
Jeżeli między idealnym układem a układem, który uległ deformacji z poprzedniego etapu budowy, pojawią się różnice w geometrii, są one porównywane w programie. Następujące po sobie kolejne etapy budowy obliczane są na bazie układu konstrukcyjnego z odkształceniami i obciążeniami wynikającymi z poprzednich etapu budowy. Obliczenia te są nieliniowe.
Proste definiowanie etapów budowy konstrukcji w RFEM wraz z wizualizacją
Dodawanie, usuwanie, modyfikowanie i reaktywacja elementów prętowych, powierzchniowych i bryłowych oraz ich właściwości (np. przeguby prętowe i liniowe, stopnie swobody dla podpór itp.)
Ręczna oraz automatyczna kombinatoryka obciążeń na poszczególnych etapach budowy konstrukcji (np. w celu uwzględnienia obciążeń montażowych, tymczasowych urządzeń dźwigowych itp.)
Uwzględnienie wpływów nieliniowych, takich jak uszkodzenie prętów rozciąganych lub nieliniowe zachowanie podpór
Automatyczne uwzględnianie masy własnej od ciężaru konstrukcji
Możliwy bezpośredni import mas z przypadków obciążeń lub kombinacji
Opcjonalne definiowanie mas dodatkowych (masy węzłowe, liniowe lub powierzchniowe oraz masy wynikające z bezwładności) bezpośrednio w przypadkach obciążeń
Opcjonalne pominięcie mas (na przykład masy fundamentów)
Kombinacje mas w różnych przypadkach i kombinacjach obciążeń
Predefiniowane współczynniki kombinacji wg różnych norm (EC 8, SIA 261, ASCE 7, ...)
Opcjonalny import stanów początkowych (np. w celu uwzględnienia naprężenia wstępnego i imperfekcji)
modyfikacja konstrukcji
Uwzględnianie uszkodzenia w podporach lub prętach/powierzchniach/bryłach
Możliwość zadania kilku analiz modalnych (np. w celu analizy różnych mas lub modyfikacji sztywności)
Wybór typu macierzy mas (macierz diagonalna, macierz spójna, macierz jednostkowa) oraz wskazanych przez użytkownika stopni swobody (translacyjne i rotacyjne)
Metody określania liczby postaci drgań własnych (liczba zdefiniowana przez użytkownika, liczba określana automatycznie - w celu osiągnięcia zadanych efektywnych współczynników masy modalnej, liczba określana automatycznie - w celu osiągnięcia maksymalnej częstotliwości drgań własnych - dostępne tylko w programie RSTAB)
Określanie postaci drgań i mas w węzłach siatki MES
Wyniki w postaci wartości własnych, częstości kątowych, częstotliwości drgań własnych i okresu drgań własnych
Wyniki w postaci mas modalnych, efektywnych mas modalnych, współczynników masy modalnej i współczynników udziału masy
Tabelaryczne i graficzne przedstawienie mas w punktach siatki MES
Wizualizacja i animacja postaci drgań własnych
Różne opcje skalowania postaci drgań własnych
Dokumentacja wyników numerycznych i graficznych w raporcie
Czy udało Ci się utworzyć całą konstrukcję w programie RFEM? Dobrze, teraz można przypisać poszczególne elementy konstrukcyjne i przypadki obciążeń do odpowiednich etapów budowy. Na każdym etapie budowy można modyfikować na przykład definicje zwolnień prętów i podpór.
Pozwala to na modelowanie zmian konstrukcyjnych, na przykład podczas betonowania dźwigarów mostowych lub osiadania słupów. Przypadki obciążeń utworzone w programie RFEM należy następnie przydzielić do etapów budowy jako obciążenia stałe lub przejściowe.
Czy wiecie, że...? Kombinatoryka umożliwia nakładanie obciążeń stałych i przejściowych w kombinacjach obciążeń. W ten sposób można określić maksymalne siły wewnętrzne dla różnych pozycji dźwigu lub uwzględnić tymczasowe obciążenia montażowe dostępne tylko w jednym etapie budowy.