W porównaniu z modułem dodatkowym RF-/STEEL (RFEM 5/RSTAB 8) do rozszerzenia Analiza naprężeniowo-odkształceniowa dla programu RFEM 6/RSTAB 9 dodano następujące nowe funkcje:
Możliwość analizy prętów, powierzchni, brył, spoin (połączenia spawane liniowo między dwiema i trzema powierzchniami z późniejszym obliczaniem naprężeń)
Wyświetlanie naprężeń, stopni naprężeń, zakresów naprężeń i odkształceń
Naprężenie graniczne w zależności od przydzielonego materiału lub danych wejściowych zdefiniowanych przez użytkownika
Indywidualne określenie wyników do obliczeń poprzez dowolnie przydzielane typów ustawień
Szczegóły dla wyników niemodalnych z wyświetlaniem przygotowanego wzoru i dodatkowym wyświetlaniem wyników na poziomie przekroju prętów
Możliwość wygenerowania zastosowanych wzorów do kontroli obliczeń
Po zakończeniu obliczeń wyniki są uporządkowane w sposób przejrzysty. W ten sposób program wyświetla maksymalne naprężenia i stopnie naprężeń posortowane według przekroju, pręta/powierzchni, bryły, zbioru prętów, położenia x itd. Oprócz wartości wyników w formie tabelarycznej rozszerzenie wyświetla również odpowiednią grafikę przekroju z punktami naprężeniowymi, wykresem naprężeń i wartościami. Stopień wykorzystania można odnieść do dowolnego rodzaju naprężenia. Aktualnie wybrana lokalizacja na elemencie zostanie wyróżniona na modelu analitycznym w programie RFEM/RSTAB.
Oprócz oceny tabelarycznej program oferuje jeszcze więcej. Naprężenia i stopnie wykorzystania można również sprawdzić graficznie na modelu w programie RFEM/RSTAB. Istnieje możliwość indywidualnego dostosowania kolorów i wartości.
Wyświetlanie wykresów wyników dla pręta lub zbioru prętów umożliwia dokładną ocenę. Dla każdego miejsca obliczeniowego można otworzyć odpowiednie okno dialogowe, w którym można sprawdzić odpowiednie do obliczeń właściwości przekroju i składowe naprężeń w dowolnym punkcie naprężeniowym. Na koniec istnieje możliwość wydrukowania odpowiedniej grafiki wraz ze wszystkimi szczegółami obliczeń.
Rozszerzenie Aluminium Design oferuje dodatkowe opcje. W tym miejscu można również wymiarować przekroje ogólne, które nie są wstępnie zdefiniowane w bibliotece przekrojów. Na przykład, utwórz przekrój w programie RSECTION , a następnie zaimportuj go do RFEM/RSTAB. W zależności od zastosowanej normy projektowej można wybierać spośród różnych formatów projektowania. Obejmuje to na przykład równoważną analizę naprężeń.
Czy do określenia współczynnika obciążenia krytycznego w ramach analizy stateczności użyto dodatkowego solwera wewnętrznych wartości własnych? W takim przypadku można następnie wyświetlić kształt wzorca projektowanego obiektu.
W przypadku analizy wartości własnych dostępnych jest kilka metod:
Metody bezpośrednie
Metody bezpośrednie (Lanczosa [RFEM], pierwiastki z wielomianu charakterystycznego [RFEM], metoda iteracji podprzestrzeni [RFEM/RSTAB], przesunięta iteracja odwrócona [RSTAB]) są odpowiednie dla małych i średnich modeli. Z szybkich metod rozwiązywania problemów należy korzystać tylko w przypadku, gdy komputer posiada dużą ilość pamięci RAM.
Metoda iteracji ICG (niekompletny sprzężony gradient [RFEM])
Z drugiej strony, ta metoda wymaga tylko niewielkiej ilości pamięci. Wartości własne są określane jedna po drugiej. Może być stosowany do obliczania dużych układów konstrukcyjnych o niewielkiej liczbie wartości własnych.
Rozszerzenie Stateczność konstrukcji umożliwia nieliniową analizę stateczności przy użyciu metody przyrostowej. Analiza ta dostarcza wyniki zbliżone do rzeczywistości również w przypadku konstrukcji nieliniowych. Współczynnik obciążenia krytycznego jest określany poprzez stopniowe zwiększanie obciążeń w podstawowym przypadku obciążenia, aż do osiągnięcia niestateczności. Przyrost obciążenia uwzględnia nieliniowości, takie jak ulegające uszkodzeniu pręty, podpory i fundamenty oraz nieliniowości materiałowe. Po zwiększeniu obciążenia można opcjonalnie przeprowadzić liniową analizę stateczności na ostatnim stabilnym stanie w celu określenia postaci stateczności.
Analiza stateczności dla wyboczenia giętnego, wyboczenia skrętnego i wyboczenia giętno-skrętnego przy ściskaniu
Analiza zwichrzenia elementów poddanych obciążeniu momentem
Import długości efektywnych z obliczeń przy użyciu rozszerzenia Stateczność konstrukcji
Graficzne wprowadzanie i kontrola zdefiniowanych podpór węzłowych oraz długości efektywnych w celu analizy stateczności
W zależności od normy istnieje wybór między wprowadzaniem wartości Mcr przez użytkownika, metodą analityczną z normy lub wykorzystaniem wewnętrznego solwera wartości własnych
Uwzględnienie panelu usztywniającego i ograniczenia obrotu podczas korzystania z solwera wartości własnych
Graficzne przedstawienie postaci własnej w przypadku zastosowania solwera wartości własnych
Analiza stateczności elementów konstrukcyjnych ze ściskaniem i naprężeniem zginającym, w zależności od normy obliczeniowej
Przejrzyste obliczanie wszystkich niezbędnych współczynników, takich jak współczynniki interakcji
W porównaniu z modułem dodatkowym RF-/ALUMINIUM (RFEM 5/RSTAB 8) do rozszerzenia Projektowanie konstrukcji aluminiowych dla programu RFEM 6/RSTAB 9 dodano następujące nowe funkcje:
Oprócz Eurokodu 9, dostępna jest amerykańska norma ADM 2020.
Uwzględnienie stabilizującego efektu płatwi i blachy trapezowej za pomocą podparcia obrotowych stopni swobody oraz paneli usztywniających
Graficzne przedstawienie wyników na przekroju brutto
Wyświetlanie odpowiednich wzorów użytych do sprawdzania warunków nośności (w tym odniesienie do zastosowanego równania z normy)
Rozszerzenie Skręcanie skrępowane (7 stopni swobody) umożliwia obliczanie konstrukcji prętowych w programach RFEM i RSTAB z uwzględnieniem deplanacji przekroju. Wszystkie siły wewnętrzne (N, Vu, Vv, Mt, pri, Mt, sec, Mu, Mv, Mω) określone w ten sposób mogą zostać uwzględnione w analizie naprężeń zastępczych dla obliczeń konstrukcji aluminiowych. Uwaga: Ta funkcja nie jest jeszcze dostępna dla norm projektowych ADM 2020.
Jako pierwsze wyniki program przedstawia współczynniki obciążenia krytycznego. Następnie można przeprowadzić ocenę zagrożeń stateczności. W przypadku modeli prętowych w tabelach wyświetlane są wynikowe długości efektywne i obciążenia krytyczne prętów.
W następnym oknie wyników można sprawdzić znormalizowane wartości własne posortowane według węzła, pręta i powierzchni. Grafika wartości własnych umożliwia ocenę zachowania wyboczeniowego. Ułatwia to podjęcie środków zaradczych.
Możesz być pewien, że koszty są ważnym czynnikiem w planowaniu konstrukcyjnym każdego projektu. Należy również przestrzegać przepisów dotyczących szacowania emisji. Dwuczęściowe rozszerzenie Optymalizacja i koszty/Szacowanie emisji CO2 ułatwia odnalezienie się w gąszczu norm i opcji. Wykorzystuje technologię sztucznej inteligencji (AI) optymalizacji rojem cząstek (PSO) w celu znalezienia odpowiednich parametrów dla sparametryzowanych modeli i bloków, które zagwarantują zgodność ze zwykłymi kryteriami optymalizacji. Ponadto, rozszerzenie oszacowuje koszty modelu lub emisję CO2 poprzez określenie kosztów jednostkowych lub emisji jednostkowej dla materiałów zdefiniowanych w modelu konstrukcyjnym. Dzięki temu rozszerzeniu jesteś po bezpiecznej stronie.
Wiesz na pewno, że podczas łączenia elementów rozciąganych za pomocą połączeń śrubowych należy wziąć pod uwagę osłabienie przekroju spowodowane otworami na śruby. Programy do analizy statyczno-wytrzymałościowej również mają na to rozwiązanie. W rozszerzeniu Aluminium Design można wprowadzić lokalną redukcję przekroju pręta. Redukcję przekroju należy wprowadzić jako wartość bezwzględną lub jako procent powierzchni całkowitej.
Jeżeli w programie istnieje przypadek obciążenia lub kombinacja obciążeń, obliczenia stateczności są aktywowane. Można zdefiniować inny przypadek obciążenia, na przykład w celu uwzględnienia naprężenia początkowego.
W tym celu należy określić, czy ma zostać przeprowadzona analiza liniowa czy nieliniowa. W zależności od przypadku zastosowania, można wybrać bezpośrednią metodę obliczeniową, taką jak metoda Lanczosa lub metoda iteracji ICG. Pręty niezintegrowane z powierzchniami są zazwyczaj wyświetlane jako elementy prętowe z dwoma węzłami ES. W przypadku zastosowania takich elementów program nie może określić wyboczenia lokalnego pojedynczych prętów. Z tego względu'istnieje możliwość automatycznego dzielenia prętów.
Czy projekt zakończył się sukcesem? Bardzo dobrze, teraz zaczyna się część zrelaksowana. Ponieważ program przedstawia przeprowadzone weryfikacje w formie tabelarycznej. Można wyświetlić szczegółowe informacje o wszystkich wynikach. Dzięki przejrzyście przedstawionym wzorom weryfikacyjnym można bez problemu zrozumieć wyniki. W oprogramowaniu Dlubal nie występuje efekt czarnej skrzynki.
Kontrole są przeprowadzane we wszystkich istotnych punktach prętów i wyświetlane graficznie jako profil wyników. Bardziej szczegółowe grafiki można znaleźć w wynikach wyszukiwania. Obejmuje to na przykład profil naprężenia w przekroju lub kształt drgań własnych.
Wszystkie dane wejściowe i wyniki są częścią protokołu wydruku programu RFEM/RSTAB. Dla poszczególnych obliczeń można wybrać zawartość raportu i żądaną głębokość danych wyjściowych.
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.
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.
Wymiarowanie elementów rozciąganych, ściskanych, zginanych, ścinanych, skręcanych i poddanych połączonemu działaniu tych sił wewnętrznych
Obliczanie rozciągania z uwzględnieniem zredukowanej powierzchni przekroju (np. osłabienie z uwagi na otwory)
Automatyczna klasyfikacja przekrojów w celu sprawdzenia wyboczenia lokalnego
Siły wewnętrzne z obliczeń z uwzględnieniem skręcania skrępowanego (7 stopni swobody) są uwzględniane w kontroli naprężeń zastępczych (obecnie nie dla normy ADM 2020).
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
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.
Należy upewnić się, że zdefiniowanie długości efektywnych w aluminiowym module dodatkowym jest warunkiem niezbędnym do przeprowadzenia analizy stateczności. W tym celu w oknie dialogowym należy zdefiniować podpory węzłowe i współczynniki długości efektywnej. Czy chcesz przejrzyście udokumentować podpory węzłowe i wynikające z nich segmenty wraz z powiązanym współczynnikiem długości efektywnej? W celu sprawdzenia wprowadzonych danych najlepiej jest użyć prezentacji graficznej w oknie roboczym programu RFEM/RSTAB. Oznacza to, że możesz zrozumieć projekt w dowolnym momencie i bez większego wysiłku.
Stosując modalny współczynnik istotności (MRF) można ocenić, w jakim stopniu poszczególne elementy konstrukcyjne przyczyniają się do powstania rzeczywistego kształtu wyboczenia. Obliczenia opierają się na energii względnego odkształcenia sprężystego każdego pojedynczego pręta.
Dzięki MRF można rozróżnić lokalne i globalne kształty wyboczenia. Jeżeli kilka prętów ma znaczny MRF (np. > 20%), bardzo prawdopodobna jest niestateczność całej konstrukcji lub jej części. Jeżeli jednak suma wszystkich MRF dla kształtu drgań wynosi około 100%, należy spodziewać się lokalnego problemu ze statecznością (np. wyboczenia pojedynczego pręta).
Ponadto MRF może być wykorzystany do określenia obciążeń krytycznych i równoważnych długości wyboczeniowych poszczególnych prętów (np. do analizy stateczności). Kształty wyboczenia, dla których dany pręt ma małe wartości MRF (np. <20%), mogą zostać w tym kontekście pominięte.
MRF jest wyświetlany według kształtów wyboczenia w tabeli wyników w sekcji Analiza stateczności --> Wyniki według prętów --> Długości efektywne i obciążenia krytyczne.
Weryfikacje można znaleźć w rozszerzeniu dotyczącym konstrukcji aluminiowych w postaci przejrzystych tabel. Można również przedstawić graficznie rozwój współczynników obliczeniowych. Rozbudowane opcje filtrowania są dostępne zarówno w tabeli, jak i w danych wyjściowych graficznych. W ten sposób program może wyświetlać żądane obliczenia według stanu granicznego lub typu obliczeniowego.
Szeroki wybór dostępnych przekrojów, takich jak dwuteowniki walcowane; ceowniki; teowniki; kątowniki; profile zamknięte prostokątne i okrągłe; pręty okrągłe; przekroje symetryczne i niesymetryczne, parametryczne przekroje dwuteowe, teowe, kątowniki; przekroje złożone (przydatność do obliczeń zależy od wybranej normy)
Wymiarowanie ogólnych przekrojów RSECTION (w zależności od formatów obliczeniowych dostępnych w odpowiedniej normie); na przykład obliczanie naprężeń zastępczych
Wymiarowanie prętów o zbieżnym przekroju (metoda zależna od normy)
Możliwe jest dostosowanie istotnych współczynników obliczeniowych i parametrów normowych
Elastyczność dzięki szczegółowym opcjom ustawień dla podstawy i zakresu obliczeń
Szybkie i przejrzyste wyświetlanie wyników dla globalnej oceny ich rozkładu na konstrukcji po zakończeniu obliczeń
Szczegółowe wyniki obliczeń i niezbędne wzory (jasna i łatwa do zweryfikowania ścieżka wyników)
Przejrzyste zestawienie wyników w formie numerycznej w stosownych oknach oraz możliwość ich graficznego przedstawienia na konstrukcji
Integracja wyników z protokołem wydruku programu RFEM/RSTAB
Istnieją dwie metody optymalizacji, dzięki którym można znaleźć optymalne wartości parametrów według kryterium ciężaru lub odkształcenia.
Najbardziej wydajną metodą o najkrótszym czasie obliczeń jest optymalizacja roju cząstek zbliżona do naturalnej (PSO). Czy słyszałeś lub czytałeś o tym? Ta technologia sztucznej inteligencji (AI) ma silną analogię do zachowania stad zwierząt szukających miejsca odpoczynku. W takich rojach można znaleźć wiele osób (por. rozwiązanie optymalizacyjne - na przykład waga), które lubią przebywać w grupie i podążać za ruchem grupy. Załóżmy, że każdy pręt roju musi zostać poddany spoczynkowi w optymalnym miejscu (por. najlepsze rozwiązanie - na przykład najniższa waga). Potrzeba ta wzrasta wraz ze zbliżaniem się do miejsca odpoczynku. Na zachowanie roju mają zatem wpływ również właściwości przestrzeni (por. wykres wyników).
Dlaczego wycieczka do biologii? Po prostu - proces PSO w RFEM lub RSTAB przebiega w podobny sposób. Proces obliczeń rozpoczyna się od wyniku optymalizacji poprzez losowe przypisanie parametrów, które mają zostać zoptymalizowane. Wielokrotnie określa nowe wyniki optymalizacji ze zróżnicowanymi wartościami parametrów, które opierają się na doświadczeniach z wcześniej przeprowadzonych mutacji modelu. Proces jest kontynuowany do momentu osiągnięcia określonej liczby możliwych mutacji modelu.
Jako alternatywa dla tej metody program oferuje również metodę przetwarzania wsadowego. Metoda ta ma na celu sprawdzenie wszystkich możliwych mutacji modelu poprzez losowe określanie wartości parametrów optymalizacji, aż do osiągnięcia określonej liczby możliwych mutacji modelu.
Po obliczeniu mutacji modelu obydwa warianty sprawdzają również odpowiednie aktywowane wyniki obliczeń rozszerzeń. Ponadto zapisuje on wariant z odpowiednim wynikiem optymalizacji i przypisaniem wartości parametrów optymalizacji, jeżeli wykorzystanie jest < 1.
Na podstawie odpowiednich sum poszczególnych materiałów można określić szacunkowe koszty całkowite i emisję. Na sumę materiałów składają się zależne od ciężaru, objętości i powierzchnie elementów prętowych, powierzchniowych i bryłowych.