O assistente de combinações oferece a opção de considerar mais do que um estado inicial. O RFEM e o RSTAB permitem especificar diferentes estados iniciais (pré-esforço, determinação da forma, deformação etc.) para as combinações de destino nas combinações.
Pode, por exemplo, B. Gerar estados de carga com base numa análise form-finding com imperfeições variáveis.
Em comparação com o módulo adicional RF-FORM-FINDING (RFEM 5), o módulo Form-finding inclui as seguintes novas funções para o RFEM 6:
Especificação de todas as condições de fronteira de carga da determinação da forma num caso de carga
Armazenamento dos resultados de form-finding como estado inicial para posterior análise do modelo
Atribuição automática do estado inicial de form-finding através de assistentes de combinação para todas as situações de carga de uma situação de dimensionamento
Condições de fronteira de geometria da determinação da forma adicionais para barras (comprimento sem tensão, flecha vertical máxima, flecha vertical de ponto baixo)
Condições de fronteira de carga da determinação da forma adicionais para barras (força máxima na barra, força mínima na barra, componentes de tração horizontal, tração na extremidade i, tração na extremidade j, tração mínima na extremidade i, tração mínima na extremidade j)
Tipo de material "Tecido" e "Folha" na biblioteca de materiais
Form-finding paralelos num modelo
Simulação de estados de form-finding sequenciais em conexão com o módulo Análise das fases de construção (CSA)
Assim que ativa o módulo Form-finding nos dados gerais, um efeito de determinação da forma é atribuído aos casos de carga com a categoria de "Pré-esforço" em conjunto com as cargas de determinação da forma do catálogo de cargas de barras, superfícies e sólidos. Trata-se de um caso de carga de pré-esforço. Este transforma-se numa análise de determinação da forma para o modelo completo com todos os elementos de barras, superfícies e sólidos definidos no mesmo. A determinação da forma dos elementos de barra e membrana relevantes no modelo completo pode ser realizada através de cargas de determinação da forma especiais e definições de carga regulares. Estas cargas de determinação da forma descrevem o estado esperado de deformação ou de força após a determinação da forma nos elementos. As cargas regulares descrevem o carregamento externo do sistema completo.
Sabe exatamente como é que o form-finding é realizado? Em primeiro lugar, o processo de determinação da forma dos casos de carga com a categoria de casos de carga "Pré-esforço" desloca a geometria da malha inicial para uma posição de equilíbrio ideal através de ciclos de cálculo iterativos. Para esta tarefa, o programa utiliza o método da Updated Reference Strategy (URS) do Prof. Bletzinger e do Prof. Ramm. Esta tecnologia é caracterizada por formas de equilíbrio que, após o cálculo, cumprem quase exatamente as condições de fronteira de determinação da forma inicialmente especificadas (flecha, força e pré-esforço).
Além da descrição pura das forças ou flechas esperadas nos elementos a serem formados, a abordagem integral do URS também permite uma consideração de forças regulares. No processo global, isso permite, por exemplo, uma descrição do peso próprio ou uma pressão pneumática por meio de cargas de elemento correspondentes.
Todas estas opções dão ao núcleo de cálculo o potencial para calcular formas anticlásticas e sinclásticas que estejam em equilíbrio de forças para geometrias planas ou de rotação simétrica. Para poder implementar individualmente ou conjuntamente os dois tipos de forma realista num ambiente, o cálculo oferece duas opções para descrever os vetores de força de determinação da forma:
Método de tração – descrição dos vetores de força de determinação da forma no espaço para geometrias planas
Método de projeção – descrição dos vetores de força de determinação da forma num plano de projeção com fixação da posição horizontal para geometrias cónicas
O processo de determinação da forma gera um modelo estrutural com forças ativas no "caso de carga de pré-esforço". Este caso de carga mostra o deslocamento a partir da posição de entrada inicial para a geometria determinada nos resultados da deformação. Nos resultados baseados na força ou tensão (esforços internos da barra e da superfície, tensões de volume, pressões do gás etc.), é definido o estado para a manutenção da forma encontrada. Para a análise da geometria da forma, o programa oferece um gráfico de linhas de contorno bidimensional com saída da altura absoluta e um gráfico de inclinação para a visualização da situação de declive.
Agora, vamos ao cálculo e à análise estática do modelo global. Para isso, o programa transfere a geometria encontrada, incluindo as expansões elemento a elemento, para um estado inicial universalmente aplicável. Agora, pode utilizá-la nos casos de carga e nas combinações de carga.
Definição simples das fases de construção no modelo RFEM, inclusive visualização
Adicionar, remover, modificar e reativar elementos de barra, superfície e sólidos e respetivas propriedades (por exemplo, articulações de barra e de linha, graus de liberdade para apoios etc.)
Combinações automáticas e manuais com combinações de cargas nas fases de construção individuais (por exemplo, para considerar cargas de montagem, gruas de montagem etc.)
Consideração de efeitos não lineares, tais como rotura de tirante ou apoios não lineares
Com a opção 'Topologia na forma do form-finding' no Navegador de projetos – Mostrar, a visualização do modelo é otimizada com base na geometria do form-finding. As cargas, por exemplo, são exibidas em relação ao sistema deformado.
Ao ativar 'Mostrar form-finding' no menu de atalho, é realizada uma determinação preliminar automática da forma com base nas propriedades de determinação da forma armazenadas no caso de alterações estruturais das superfícies da membrana. Este modo gráfico interativo é baseado no método de densidade de força.
No RFEM, existe a opção para acoplar superfícies com os tipos de rigidez "Membrana" e "Membrana-ortotrópico" com os modelos de material "Isotrópico não linear elástico 2D/3D" e "Isotrópico plástico 2D/3D" (módulo adicional RF-MAT NL é necessário).
Esta função permite a simulação de um comportamento de deformação não linear de, por exemplo, folhas ETFE.
O cálculo não linear adota a geometria real da malha das componentes de superfícies planas, fletidas, simplesmente curvadas ou duplamente curvadas do padrão de corte selecionado e aplaina esses componentes de superfície através da minimização da energia de distorção, assumindo o comportamento de material definido.
De uma forma simplificada, este método tenta comprimir a geometria da malha numa prensa, considerando um contacto sem atrito e procurando um estado, no qual as tensões devido ao aplainamento do componente no plano estão em equilíbrio. Desta maneira, é alcançada a energia mínima e a precisão otimizada do padrão de corte. A compensação para a trama e a urdidura, assim como a compensação para as linhas de contorno são consideradas. Depois, as tolerâncias definidas nas linhas de contorno são aplicadas à geometria da superfície plana resultante.
Funções:
Minimização da energia de distorção no processo de aplainamento para obtenção de padrões de corte com muita precisão
Aplicável a praticamente todas as disposições de malha
Deteção de definições de padrões de corte adjacentes para manutenção dos mesmos comprimentos
O RF-CUTTING-PATTERN é ativado no separador Opções nos Dados gerais de qualquer estrutura do RFEM. Após a ativação do módulo adicional, um novo objeto com o nome "Padrões de corte" é integrado nos dados do modelo. Se a distribuição da superfície da membrana for demasiado grande para o corte na posição de base, então a superfície pode ser dividida por linhas de corte (tipos de linha "Corte através de duas linhas" ou "Corte através de secção") nas correspondentes faixas parciais.
De seguida, são definidas as entradas individuais para cada padrão de corte através da utilização do objeto "Padrão de corte". Aí podem ser definidas as linhas de contorno, as compensações e as tolerâncias.
Passos da sequência de trabalho:
Criação de linhas de corte
Criação do padrão através da seleção das linhas de contorno ou através de geração semiautomática
Seleção livre da orientação da trama e da urdidura através da introdução de um ângulo
Aplicação de valores de compensação
Definição opcional de diferentes compensações para linhas de contorno
Diferentes tolerâncias (soldadura, linhas de contorno)
Representação preliminar do padrão de corte numa janela gráfica lateral sem iniciar o cálculo principal não linear
Os resultados do processo de form-finding oferecem uma nova forma e os correspondentes esforços internos. Os resultados habituais, tais como deformações, forças, tensões e outros, podem ser visualizados no caso RF-FORM-FINDING.
Esta forma pré-esforçada está disponível como estado inicial para todos os outros casos e combinações de cargas na análise estrutural.
Para mais facilidade na definição de casos de carga pode ser utilizada a transformação NURBS (Parâmetros de cálculo/Form-Finding). Esta função move as superfícies e cabos originais para as posições após o form-finding.
Utilizando pontos de grelha de superfícies ou nós de definição de superfícies NURBS, podem ser situadas cargas livres em partes selecionadas da estrutura.
A função de form-finding é ativada na caixa de diálogo "Dados gerais", no separador "Opções". Os pré-esforços (ou restrições geométricas para barras) podem ser definidos nos parâmetros para superfícies e barras. O processo de form-fending é considerado através do cálculo de um caso RF-FORM-FINDING.
Passos da sequência de trabalho:
Criação de um modelo no RFEM (superfícies, vigas, cabos, apoios, definição de material, etc.)
Definição de pré-esforço necessário para membranas e força ou comprimento/flecha de barras (por exemplo, cabos)
Consideração opcional de outras cargas para o processo de form-finding em casos de cargas especiais de form-finding (peso próprio, pressão, peso de nó em aço etc.)
Definição de cargas e combinações de cargas para posteriores análises estruturais
Após iniciar o cálculo, o programa efetua uma determinação da forma na estrutura completa. O cálculo considera a interação entre os elementos da forma determinada (membranas, cabos etc.) e a estrutura de apoio.
Este processo é realizado iterativamente como uma análise não linear especial, inspirado no sistema URS (Updated Reference Strategy) do Prof. Bletzinger/Prof. Ramm. Esta tecnologia caracteriza-se por as formas em equilíbrio serem obtidas considerando o pré-esforço predefinido.
Além disso, este método permite considerar cargas individuais, tais como peso próprio ou pressão interna de estruturas pneumáticas na realização do processo de determinação da forma. O pré-esforço para superfícies (por exemplo, membranas) pode ser definido através de dois métodos diferentes:
Método padrão – prescrição de pré-esforço necessário numa superfície
Método de projeção – prescrição de pré-esforço necessário na projeção de uma superfície, estabilização em especial para formas cónicas
Após o cálculo, aparece o separador "Coordenadas de pontos" na caixa de diálogo dos padrões de corte. Neste separador, o resultado é representado na forma de uma tabela de coordenadas e como superfície na janela gráfica. A tabela de coordenadas apresenta para cada nó da malha as novas coordenadas aplainadas em relação ao centro de massa do padrão de corte. Ao mesmo tempo, é representado numa janela gráfica o padrão de corte com o sistema de coordenadas no centro de corte. Ao selecionar uma célula da tabela, o respetivo nó aparece no gráfico com uma seta. Além disso, por baixo da tabela de nós existe a possibilidade de ver a área do padrão de corte.
Além disso, são representados no caso de carga do RF-CUTTING-PATTERN os resultados padrão como, por exemplo, tensões e deformações. Funções:
Resultados numa tabela incluindo informação sobre o padrão de corte
Tabela inteligente relacionada ao gráfico
Saída da geometria aplainada num ficheiro DXF
Saída de dados das deformações após o aplainamento para avaliar os padrões de corte
Saída de resultados em relatório de impressão global