As superfícies descrevem a geometria de componentes estruturais planos ou curvados cujas dimensões de superfície são significativamente maiores do que a espessura. A rigidez de uma superfície resulta do seu material e espessura. Quando gera a malha de EF, os elementos 2D são criados nas superfícies. Estas são aplicadas no eixo do centro de gravidade da superfície para cálculos.
Para introduzir superfícies, pode utilizar quaisquer "Linhas de fronteira" existentes. Também pode utilizar a entrada direta, com o programa a criar automaticamente as linhas de definição.
O separador Geral gere os parâmetros básicos da superfície. Ativando as caixas de seleção, são adicionados outros separadores, onde pode introduzir informação específica.
Tipo de rigidez
Com o tipo de rigidez define a forma como as forças internas são absorvidas ou quais são as propriedades necessárias para a superfície.
Estão disponíveis vários tipos de rigidez para seleção na lista.
Estandardizado
A superfície transfere momentos e forças de membrana. Esta abordagem descreve o comportamento geral de um modelo de superfície homogéneo e isotrópico. As propriedades de resistência da superfície não dependem das direcções.
Sem espessura
A superfície não tem rigidez. Este tipo é para ser utilizado para as superfícies de contorno de um sólido.
Rígido
Este tipo de rigidez permite modelar superfícies muito rígidas de forma a modelar uma ligação rígida entre os objetos.
Membrana
A superfície tem uma rigidez uniforme em todas as direcções. Apenas as forças de membrana são transferidas; sem momentos.
sem tração de membrana
Apenas os momentos e as forças de membrana sob compressão são transferidas. Para as forças de membrana que exercem tracção, no entanto, ocorre uma ruptura dos elementos da superfície afectados (exemplo: uma forma de furo).
Transferência de carga
A superfície não tem rigidez. Com este tipo de rigidez, qualquer carga de superfície pode ser aplicada a áreas que não são preenchidas por superfícies, tais como cargas de vento em janelas ou barras de pavilhão. A carga desta superfície é distribuída para as bordas dos objetos integrados. Se são geradas cargas de barra, a carga é convertida nas direcções globais em relação ao comprimento de barra real (direcções de carga XL, YL, ZL ).
Pode definir os critérios para a "Transferência de carga" num novo separador.
A "Direção da transferência de carga" descreve as direções nas quais a carga deve ser aplicada aos objetos. A lista providencia opções para uma distribuição isotrópica baseada em cálculos MEF e para uma disposição ortotrópica em faixas de superfície que são aplicadas a um ou aos dois eixos locais de superfície para determinar a largura de aplicação da carga.
No caso da janela "Isotrópico | Opção MEF, o RFEM utiliza um submodelo separado para determinar a distribuição de carga no qual a superfície é representada por um elemento de superfície rígido. Todos os objectos integrados na superfície (barras, apoios de linha e nodais, linhas, acoplamentos ou nós ligados a elementos de modelo etc.) são substituídos por linhas rígidas ou apoios de nós rígidos. As reações deste modelo parcial são depois aplicadas como cargas para o cálculo 3D do RFEM. Se determinados objetos não devem transferir cargas, pode especificá-los na secção "Remover a influência de" da caixa de diálogo.
Ao transferir as cargas através das "faixas de superfície", pode definir como é realizada a "distribuição da carga" pelo RFEM. Por defeito, a carga é distribuída com uma distribuição variável sobre os objetos adjacentes. No entanto, se pretende obter uma distribuição de carga uniforme, seleccione a entrada correspondente na lista. A diferença entre as duas opções é apresentada na figura seguinte.
As opções de entrada para a "Largura da faixa" e o "Fator de amostra" estão ativas se a caixa de seleção Configuração avançada de distribuição tiver sido selecionada na secção "Opções" à direita. Os ajustes apenas são necessários para distribuições de carga problemáticas. Opcionalmente, pode "Definir peso da superfície" para considerar, por exemplo, a carga de peso próprio de um envidraçamento.
Na secção "Sem influência sobre", pode excluir barras, linhas e nós (por exemplo, contraventamentos) da transferência de carga. Defina os objetos individualmente ou selecione um objeto modelo que é paralelo às barras ou linhas livres de cargas.
Quando as linhas de fronteira da superfície são definidas, as barras, as linhas e os nós sujeitos a tensões são apresentados na secção "Objetos carregados". Se pretende definir uma distribuição de carga específica, selecione a caixa de seleção Fator de distribuição de carga no separador "Geral". Depois, pode definir individualmente os coeficientes para os objetos portantes no separador {%>
Ao transferir cargas utilizando faixas de superfície, pode "Considerar a excentricidade da barra" ou a "Distribuição da secção" para determinar corretamente a posição geométrica de uma barra ou o seu desvio. A caixa de seleção "Negligenciar equilíbrio de momentos" está desativada por defeito. Desta forma, o momento é formado a partir das cargas de superfície até ao centro de gravidade e depois comparado com o momento desde as cargas de barra até ao centro de gravidade. A figura seguinte mostra como uma carga de linha livre é distribuída pelas barras opostas com e sem consideração do equilíbrio de momentos.
Tipo de geometria
O tipo de geometria descreve o conceito formal de uma superfície. Estão disponíveis vários tipos para seleção na lista.
Plano
No caso de uma superfície plana, todas as linhas de contorno estão num plano. Utilize o botão de lista na barra de ferramentas para aceder às várias formas de superfícies planas.
Pode definir a superfície graficamente (após clicar em OK na caixa de diálogo) desenhando um rectângulo, um círculo etc. Se selecionar a opção "Selecionar contorno", o RFEM reconhecerá automaticamente a superfície assim que forem definidos um número suficiente de linhas de contorno.
Quadrângulo
Na sua forma básica, este tipo de superfície descreve uma superfície quadrangular comum. Pode utilizar linhas rectas, arcos, polilinhas e splines a servirem de linhas de contorno. Isso permite modelar superfícies curvas.
Defina as linhas de fronteira da superfície quadrangular na caixa de diálogo "Nova superfície". Se uma superfície fechada não pode ser formada por quatro linhas, também são permitidas mais de quatro linhas. De seguida, no separador "Quadrângulo", têm de ser especificados quatro nós de canto. Controlam a forma como a superfície curva é expandida.
NURBS
As superfícies NURBS são criadas por quatro linhas NURBS fechadas (ver Capítulo Linhas). Quase todas as superfícies de forma livre podem ser modeladas desta forma.
Defina as linhas de fronteira da superfície NURBS na caixa de diálogo "Nova superfície". As linhas NURBS que formam pares opostos devem ter o mesmo número de pontos de controlo para que a ordem destas linhas NURBS seja "compatível". No separador "NURBS", pode então especificar a forma da superfície através dos "Pesos dos pontos de controlo". As coordenadas do ponto de controlo selecionado têm de ser introduzidas na secção "Coordenadas – ponto de controlo".
Aparado
Quando as superfícies se intersectam, pode criar rapidamente a intersecção correspondente: Selecione as superfícies, depois abre o menu de atalho. Encontram-se disponíveis diferentes opções para selecção.
Se for selecionada a opção "Criar interseção", apenas é gerada a linha de intersecção. Se selecionar uma das opções "Dividir por interseção", o RFEM cria superfícies parciais e atribui às mesmas o tipo "Aparado". A seguir, pode eliminar os componentes se pretende eliminar, por exemplo, superfícies salientes.
Rodado
Uma superfície rodada é gerada quando uma linha existente é rodada sobre um eixo. O RFEM cria a superfície a partir dos nós inicial e final, bem como os pontos de definição rodados da linha. São geradas novas linhas neste processo.
No separador "Rodar", defina a linha de contorno da superfície a ser rodada. Introduza o ângulo de rotação α. Pode definir os pontos do eixo de rotação através das coordenadas ou da
.
Tubo
Uma superfície do tubo é gerada quando a linha central do tubo é rodada por um determinado raio sobre o eixo. São geradas novas linhas neste processo: dois círculos e uma polilinha que é paralela ao eixo do tubo.
Defina o raio do tubo no separador "Tubo". Este valor descreve a distância do eixo do tubo ao centro da superfície. Introduz o número da linha central ou selecciona graficamente o eixo do tubo com o
.
Se a secção de tubo for cónica, ative a caixa de seleção "Raio diferente na extremidade" e introduza um valor correspondente.
Espessura com material
Seleccione o tipo apropriado na lista das espessuras disponíveis, ou defina uma nova espessura (ver Capítulo Espessuras).
Material de espessura
O material da espessura definida na secção de diálogo acima está pré-definido. Se necessário, pode seleccionar um material diferente na lista dos materiais já criados ou definir um novo (ver Capítulo Materiais). Em seguida, o material é atribuído ao tipo de espessura.
Articulações
Uma articulação pode ser utilizada para controlar a transferência de forças internas e momentos ao longo de uma linha da superfície (ver Capítulo Articulações em linha). Após selecionar a caixa de seleção, pode definir o tipo de articulação no separador "Articulações".
Apoio
Se a superfície tem fundações elásticas, pode selecionar um apoio de superfície no separador "Apoio" ou definir um novo apoio (ver Capítulo Apoios de superfície).
Libertar
Para desacoplar o modelo na superfície, pode selecionar uma libertação de superfície no separador "Libertações de superfície" ou definir uma nova (ver Capítulo Libertações de superfície).
Excentricidade
Uma excentricidade pode ser utilizada para modelar um desvio da altura para toda a superfície (ver Capítulo Excentricidades de superfície). Pode definir o tipo de desvio no separador "Excentricidade".
fator de distribuição de carga
Para uma superfície do tipo {%>
Os objetos carregados da superfície de transferência de carga estão predefinidos numa linha. É atribuído um fator de 1,00 a cada objeto para que todos os objetos contribuam igualmente para a transferência de carga. Se pretende uma distribuição específica, clique na próxima linha livre e selecione a linha ou a barra. Em seguida, atribua o "Fator de distribuição" apropriado.
Refinamento de malha
O tamanho da malha de EF pode ser ajustado à geometria da superfície (ver o Capítulo Refinamentos da malha de superfície). Assim, é independente da configuração geral da malha. No separador "Refinamento de malha", pode selecionar um refinamento de malha de superfície ou definir um novo.
Eixos específicos
Cada superfície tem um sistema de coordenadas local. Geralmente, é alinhado paralelamente aos eixos globais. No entanto, o sistema de coordenadas também pode ser definido pelo utilizador separadamente para a entrada e saída de dados.
Introduzir os eixos
A orientação dos eixos de entrada é importante, por exemplo, para as propriedades ortotrópicas e de fundação ou o efeito de uma carga de superfície.
A lista na secção "Categoria" oferece várias opções para ajustar a posição do eixo:
- Rotação angular: Rotação dos eixos da superfície xy sobre o eixo z com um ângulo α
- Eixo paralelo às linhas: Alinhamento do eixo x ou y com uma linha
- Eixo direcionado para o ponto: Alinhamento do eixo x ou y com o ponto de intersecção de uma linha e uma superfície
- Eixo paralelo ao sistema de coordenadas: Alinhamento de eixos com sistema de coordenadas definido pelo utilizador
Também é possível exportar graficamente os objetos de referência através do módulo
.
A caixa de seleção "Inverter eixo z local" permite alinhar os eixos z e y na direção oposta.
Eixos resultantes
Atualmente, a orientação dos eixos de resultados só é possível para a configuração "idêntico aos eixos de entrada".
Grelha para resultados
Cada superfície é coberta por uma grelha, que é utilizada para os resultados apresentados nas tabelas. Permite uma saída de resultados equidistante, pontos de resultados ajustáveis independentemente da malha de EF.
A configuração padrão é uma superfície de grelha Cartesiana com distâncias regulares de 0,5 m entre os pontos de grelha nas duas direções. Se necessário, pode ajustar as "distâncias da grelha" na direção x (b) e na direção y (h), aplicar uma "rotação da grelha" ou alterar a "origem da grelha". Para superfícies circulares, o tipo de grelha "Polar" oferece uma alternativa para a saída de resultados numéricos.
Se ativar a caixa de seleção "Adaptar automaticamente" na secção "Opções", os pontos de grelha serão adaptados à nova geometria ao alterar a superfície.
Na secção "Pontos", pode verificar as coordenadas dos pontos de grelha gerados. Não são possíveis alterações na tabela.
Objetos integrados
Geralmente, o RFEM deteta automaticamente todos os objectos que se encontram numa superfície que não são utilizados para a definição da superfície.
Os números dos nós, linhas e aberturas relacionados com a superfície estão especificados na secção "Objetos integrados na superfície".
Se um objecto não é reconhecido, deve integra-lo manualmente: Desative a opção Deteção automática de objetos. Agora, as caixas de entrada de dados na secção "Objetos integrados na superfície" ficam acessíveis. Adicione o número do objeto em falta ou utilize a
, para determinar o objecto graficamente.
Desativar para cálculo
Esta caixa de selecção oferece a possibilidade de não considerar a superfície para o cálculo; para simular fases de construção ou analisar diferentes versões de modelação. Neste caso, a rigidez, as condições de fronteira e as cargas da superfície não são aplicadas.
Informação | Analítica
Esta secção de diálogo é exibida assim que tiver definido as linhas de fronteira da superfície. fornece uma visão geral das propriedades importantes da superfície, tais como a área, o volume e a massa, bem como a posição do centro de gravidade e a orientação da superfície. As aberturas são tidas em consideração em conformidade.
