Padrão de corte para revestimento de membrana e elementos do cabo

Artigo técnico

Este artigo foi traduzido pelo Google Tradutor

Ver texto original

As estruturas de corda e membrana são consideradas estruturas muito esbeltas e estéticas. As formas curvadas duplas às vezes muito complexas podem ser encontradas através de algoritmos de determinação de formas adequados. Uma solução possível é, por exemplo, a busca de formas através do equilíbrio entre a tensão de superfície (pré-esforço especificado e carga adicional, como peso próprio, pressão etc.) e as condições de fronteira dadas.

Além do desenvolvimento do formulário, a produção ou a preparação do trabalho dos componentes para a montagem no canteiro de obras é um processo fundamental. É aqui que o engenheiro torna-se alfaiate. A grande tarefa é exibir a casca de membrana com curvatura dupla como um todo, sob o pré-esforço, a partir de muitos pequenos padrões de corte plano. A dificuldade desta tarefa torna-se clara quando tenta criar uma revelação para meia laranja no modelo de pensamento. Devido à curvatura radial e tangencial da membrana, a metade laranja não pode ser montada a partir de uma parte plana. Apenas a decomposição em secções planas ajuda.

Figura 01 - Cortar uma semi-esfera

Além do desenvolvimento real dos padrões de corte, esta decomposição é também um desafio. Na montagem, as linhas de corte têm de ser selecionadas de forma que a respetiva secção na geometria 3D tenha um estado de pré-esforço o mais homogéneo possível sobre a superfície e não recebe qualquer margem de deformação irregular devido ao aplainamento. Quanto menor a subunidade é selecionada, mais homogênea se torna a distribuição do pré-esforço e as tolerâncias de deformação. Este procedimento requer uma configuração livre das linhas de corte para as subunidades, independentemente de quaisquer entradas iniciais e da geometria da membrana global. Ao colocar as linhas de corte para as unidades de superfície devem ser tidos em consideração os seguintes aspetos:

  • Estado homogêneo do pré-esforço na geometria 3D
  • Permissão de deformação homogênea devido ao aplainamento
  • Largura limite do rolo de produto semi-acabado
  • Ortotropia de material
  • Controlo de costura
  • Arquitetura
  • Dano no produto semi-acabado devido a segmentos muito grandes
  • Montagem

Após o aplainamento, a peça de superfície parcial 3D segmentada resulta no componente individual desejado para a montagem. Os seguintes aspetos devem ser considerados no processo de aplainamento:

  • Ortotropia de material
  • Compensação/relaxamento sobre a superfície e nas extremidades
  • Sobretaxas nas bordas
  • comprimentos de fronteira iguais entre elementos adjacentes

Os dois passos na definição da disposição da linha de corte e o subsequente aplainamento das superfícies parciais são referidos na prática como corte.

Além do desenvolvimento do padrão de corte para o invólucro da membrana, existe também a montagem dos elementos do cabo. O processo de determinação da forma mencionado acima procura uma geometria que equilibra a tensão de superfície especificada da membrana e a força do cabo especificada ou a força resultante do flexão do cabo especificado com as reações da borda. Este algoritmo resulta finalmente numa nova geometria com forças aplicadas.

Figura 02 - Localização de formas: elementos de cabos

Assim, o comprimento do cabo para a produção não pode ser deduzido da geometria pura encontrada na forma, mas resulta da geometria encontrada menos a extensão do cabo do pré-esforço atuante.

$${\mathrm L}_{\mathrm{unbelastete}\;\mathrm{Länge}}\;=\;\frac{\mathrm A\;\cdot\;\mathrm E\;\cdot\;{\mathrm L}_{\mathrm{belastete}\;\mathrm{Länge}}}{\mathrm N\;+\;\mathrm A\;\cdot\;\mathrm E}$$
Onde,
A é a área da secção
E é o módulo de elasticidade
N ... força do cabo

Figura 03 - Saída do comprimento do cabo

Palavras-chave

Padrão de corte Comprimento do cabo Compensação Curvatura Achatamento

Ligações

Contacto

Tem alguma questão ou necessita de ajuda? Então entre em contacto com a nossa equipa de apoio técnico gratuita por e-mail, chat ou no fórum, ou então consulte as perguntas mais frequentes (FAQ).

+49 9673 9203 0

(falamos português)

info@dlubal.com

RFEM Programa principal
RFEM 5.xx

Programa principal

Software de engenharia estrutural para análises de elementos finitos (AEF) de estruturas planas e espaciais constituídas por lajes, paredes, vigas, sólidos e elementos de contacto

Preço de primeira licença
3.540,00 USD
RFEM Estruturas de Membranas
RF-FORM-FINDING 5.xx

Módulo adicional

Determinação da forma (form-finding) de estruturas de membranas e de cabos

Preço de primeira licença
1.750,00 USD
RFEM Estruturas de Membranas
RF-CUTTING-PATTERN 5.xx

Módulo adicional

Geração de padrões de corte para estruturas de membranas e têxteis

Preço de primeira licença
2.240,00 USD