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.
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.
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.
- Obliczanie modeli składających się z elementów prętowych, powłokowych i bryłowych
- Nieliniowa analiza stateczności
- Możliwość uwzględniania sił osiowych od wstępnego sprężenia
- Cztery dostępne solvery do rozwiązywania równań dla efektywnego obliczania różnych modeli konstrukcyjnych
- Opcjonalne uwzględnianie zmian w sztywności w programie RFEM/RSTAB
- Wyszukiwanie postaci wyboczeniowych o krytycznym mnożniku obciążenia większym niż zadany przez użytkownika (metoda "przesunięcia")
- Możliwość określania wektorów własnych dla modeli niestatecznych (w celu zidentyfikowania przyczyny niestateczności)
- Wizualizacja postaci niestateczności
- Podstawa określania imperfekcji
- Uwzględnienie 7 lokalnych kierunków deformacji (ux , uy, uz, φx, φy, φz, ω ) lub 8 sił wewnętrznych (N , Vu, Vv, Mt, pri, Mt, s, Mu, Mv, Mω ) przy obliczaniu elementów prętowych
- Możliwość stosowania w połączeniu z analizą statyczno-wytrzymałościową według teorii II rzędu, i analiza dużych deformacji (można również uwzględnić imperfekcje)
- W połączeniu z rozszerzeniem Analiza stateczności umożliwia definiowanie współczynników obciążenia krytycznego i kształtów drgań dla problemów stateczności, takich jak wyboczenie skrętne i zwichrzenie
- Uwzględnianie blach czołowych i usztywnień poprzecznych jako sprężystości skrępowanej podczas obliczania przekrojów dwuteowych z automatycznym określaniem i wyświetlaniem graficznym sztywności sprężystości deplanacyjnej
- Graficzne przedstawienie deplanacji przekroju prętów w stanie odkształcenia
- Pełna integracja z RFEM i RSTAB
Obliczenia skręcania skrępowanego można przeprowadzić dla całego układu. Uwzględniasz zatem dodatkową wartość 7 stopnia swobody w obliczeniach pręta. Sztywności połączonych elementów konstrukcyjnych są uwzględniane automatycznie. Oznacza to, że nie ma potrzeby' definiowania równoważnych sztywności sprężystych ani warunków podparcia dla układu odłączanego.
Następnie można wykorzystać siły wewnętrzne z obliczeń ze skręcaniem skrępowanym w rozszerzeniu do obliczeń. W zależności od materiału i wybranej normy należy uwzględnić bimoment wyboczeniowy i drugorzędny moment skręcający. Typowym zastosowaniem jest analiza stateczności według teorii drugiego rzędu z wykorzystaniem imperfekcji w konstrukcjach stalowych.
Czy wiecie, że...? Zastosowanie nie ogranicza się do przekrojów stalowych cienkościennych. Pozwala to na przykład na przeprowadzenie obliczeń idealnego momentu krytycznego dla belek o przekrojach z drewna litego.
- Ogólna analiza naprężeniowa
- Automatyczny import sił wewnętrznych z programu RFEM/RSTAB
- Graficzne i numeryczne przedstawianie naprężeń, odkształceń, luzu i stopni wykorzystania w pełni zintegrowane z RFEM/RSTAB
- Zdefiniowana przez użytkownika specyfikacja naprężenia granicznego
- Podsumowanie podobnych elementów konstrukcyjnych do obliczeń
- Szeroki zakres opcji umożliwiających dostosowywania sposobu wyświetlania wyników
- Przejrzyste tabele wyników dla szybkiego ich przeglądania po zakończeniu obliczeń
- Łatwa możliwość identyfikacji wyników dzięki w pełni udokumentowanej metodzie obliczeniowej wraz ze wszystkimi wzorami
- Wysoka wydajność pracy dzięki minimalnej ilości danych wejściowych
- Elastyczność dzięki szczegółowym opcjom ustawień dla podstawy i zakresu obliczeń
- Wyszarzone obszary dla nieistotnych zakresów wartości ( to Product Feature
- Optymalizacja przekroju
- Transfer zoptymalizowanych przekrojów do RFEM/RSTAB
- Wymiarowanie dowolnego przekroju cienkościennego z RSECTION
- Odwzorowanie wykresu naprężeń na przekroju
- Wyznaczanie naprężeń normalnych, ścinających i równoważnych
- Wyświetlanie składowych naprężeń dla poszczególnych typów sił wewnętrznych pręta
- Szczegółowe przedstawienie naprężeń we wszystkich punktach naprężeniowych
- Wyznaczanie największego Δσ dla każdego punktu naprężenia (na przykład do obliczeń zmęczenia)
- Wyświetlanie w kolorze naprężeń i stopni wykorzystania w celu szybkiego przeglądu stref krytycznych lub przewymiarowanych
- Wyświetlanie wykazów materiałów
- Wyznaczanie naprężeń głównych i podstawowych, naprężeń membranowych i stycznych oraz naprężeń zastępczych i zastępczych naprężeń membranowych
- Analiza naprężeń dla elementów konstrukcyjnych o dowolnym kształcie
- Obliczanie naprężeń zastępczych według różnych metod:
- Hipoteza energii odkształcenia (von Mises)
- Hipoteza naprężeń stycznych (Tresca)
- Hipoteza naprężenia normalnego (Rankine)
- Hipoteza głównego odkształcenia (Bach)
- Możliwość optymalizacji grubości powierzchni i transferu danych do programu RFEM
- Wyświetlanie odkształceń
- Szczegółowe wyniki dla różnych składników naprężeń i stopni wykorzystania w tabelach i w grafice
- Funkcja filtrowania brył, powierzchni, linii i węzłów w tabelach
- Poprzeczne naprężenia styczne według Mindlina, Kirchhoffa lub zdefiniowane przez użytkownika
- Ocena naprężeń dla spoin na liniach połączeń między powierzchniami ( to Product Feature )
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.
- Funkcję skręcania skrępowanego można aktywować lub dezaktywować w zakładce Rozszerzenia w Danych podstawowych modelu.
- Po aktywowaniu rozszerzenia interfejs użytkownika w programie RFEM zostaje rozszerzony o nowe wpisy w nawigatorze, tabelach i oknach dialogowych.
- 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
- 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).
- Wymiarowanie przekrojów klasy 4 o efektywnych właściwościach zgodnie z EN 1999-1-1 (dla przekrojów RSECTION, licencje: RSECTION i są wymagane '''/pl/produkty/cross-section-properties-software/Effective-sections Przekroje efektywne wymagane)
- Sprawdzenie wyboczenia przy ścinaniu z uwzględnieniem usztywnień poprzecznych
- 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
- Alternatywne uwzględnienie wszystkich wpływów dla analizy stateczności podczas określania sił wewnętrznych w programie RFEM/RSTAB (analiza drugiego rzędu, imperfekcje, redukcja sztywności, ewentualnie w połączeniu z - rfem-6-and-rstab-9/additional-analyses/skręcanie-skręcanie-7-dof Skręcanie skrępowane (7 stopni swobody)
- Technologia sztucznej inteligencji (AI): Optymalizacja roju cząstek (PSO)
- Optymalizacja konstrukcji ze względu na minimalny ciężar lub deformację
- Możliwość zastosowania dowolnej liczby parametrów optymalizacyjnych
- Określanie zakresów zmiennych
- Optymalizacja przekrojów i materiałów
- Typy definicji parametrów
- Optymalizacja | Rosnąco, czyli optymalizacja | Malejąca
- Zastosowanie parametrycznych modeli i bloków
- Parametryzacja bloków w języku JavaScript na podstawie kodu
- Optymalizacja z uwzględnieniem wyników obliczeń
- Tabelaryczne przedstawienie najlepszych mutacji modelu
- Wyświetlanie w czasie rzeczywistym mutacji modelu w procesie optymalizacji
- Kalkulacja kosztów modelu dzięki zadanym cenom jednostkowym
- Określanie potencjału tworzenia efektu cieplarnianego (GWP-global warming potential) na etapie tworzenia modelu poprzez szacowanie równoważnej emisji CO2
- Określanie jednostkowych wskaźników zależnych od masy, objętości i powierzchni (cena i emisja CO2)
Masz pytania dotyczące programu? Optymalizacja konstrukcji w programach RFEM i RSTAB jest uzupełnieniem parametrycznego wprowadzania danych. Jest to proces równoległy, niezależny od rzeczywistych obliczeń modelu wraz ze wszystkimi jego zwykłymi definicjami obliczeń i obliczeń. Rozszerzenie zakłada, że model lub blok jest zbudowany w kontekście parametrycznym i jest kontrolowany przez globalne parametry kontrolne typu "optymalizacja". Dlatego te parametry kontrolne mają dolną i górną granicę oraz wielkość kroku w celu ograniczenia zakresu optymalizacji. Aby znaleźć optymalne wartości parametrów kontrolnych, należy określić kryterium optymalizacji (na przykład minimalny ciężar) przy wyborze metody optymalizacji (na przykład optymalizacja roju cząstek).
Oszacowanie kosztów i emisji CO2 można znaleźć już w definicjach materiałów. Obie opcje można aktywować osobno w każdej definicji materiału. Oszacowanie oparte jest na koszcie jednostkowym lub jednostkowej wartości emisji dla prętów, powierzchni oraz brył. W tym przypadku można wybrać, czy jednostki mają zostać podane według masy, objętości czy powierzchni.
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.
Obie metody optymalizacji mają jedną wspólną cechę. Na końcu procesu wyświetlają listę wariacji modelu na podstawie przechowywanych danych. Można tu znaleźć szczegóły na temat wyniku decydującego dla optymalizacji i odpowiadające mu wartości parametrów. Lista jest zorganizowana w porządku malejącym. Zakładane najlepsze rozwiązanie znajduje się na górze. W takim przypadku wynik optymalizacji wraz z wyznaczoną wartością jest najbardziej zbliżony do kryterium optymalizacji. Wszystkie dodatkowe wyniki pokazują wykorzystanie < 1. Ponadto, po zakończeniu analizy, program dostosuje wartości na globalnej liście parametrów, aby odpowiadały tym dla optymalnego rozwiązania.
W oknach dialogowych materiałów znajdują się dodatkowe zakładki "Oszacowanie kosztów" i "Oszacowanie emisji CO2". Tutaj wyświetlane są indywidualne szacunkowe sumy przydzielonych prętów, powierzchni i objętości na jednostkę masy, objętości i powierzchni. Dodatkowo zakładki te podają całkowity koszt i emisję wszystkich przydzielonych do konstrukcji materiałów. Zapewnia to dobry przegląd projektu.
W porównaniu z rozszerzeniem RF-STABILITY (RFEM 5) i RSBUCK ( RSTAB 8) do programu RFEM 6/RSTAB 9 dodano następujące nowe funkcje:
- Przypadkowi obciążenia lub kombinacji obciążeń można przypisać aby były aktywne do analizy stateczności
- Automatyczna aktywacja obliczeń stateczności dla wielu sytuacji obciążeniowych w jednym miejscu za pomocą kreatora kombinacji
- Przyrostowe zwiększanie obciążenia aż do momentu ustalonego wg kryteriów zdefiniowanych przez użytkownika
- Modyfikacja sposobu normalizacji wektora własnego postaci wyboczeniowej bez ponownego obliczania
- Tabele wyników z opcją filtrowania
W porównaniu z modułem dodatkowym RF-/STEEL Warping Torsion (RFEM 5/RSTAB 8) do rozszerzenia Skręcanie skrępowane (7 DOF) dla programu RFEM 6/RSTAB 9 dodano następujące nowe funkcje:
- Pełna integracja ze środowiskiem RFEM 6 i RSTAB 9
- Siódmy stopień swobody jest bezpośrednio uwzględniany w obliczeniach prętów w programie RFEM/RSTAB na całym układzie
- Nie ma już potrzeby definiowania warunków podparcia lub sztywności sprężystej do obliczeń w uproszczonym układzie zastępczym
- Możliwość łączenia z innymi rozszerzeniami, na przykład do obliczania obciążeń krytycznych dla wyboczenia skrętnego i zwichrzenia z analizą stateczności
- Brak ograniczeń dla stalowych przekrojów cienkościennych (możliwe jest również obliczenie momentu krytycznego, na przykład dla belek o masywnych przekrojach drewnianych)