Вопрос:
Моя модель в RFEM 6 / RSTAB 9 нестабильна. В чем может быть причина?
Ответ:
Прерывание расчёта из-за нестабильности системы может иметь различные причины. С одной стороны, это может свидетельствовать о «настоящей» нестабильности из-за перегрузки конструктивной системы; с другой стороны, неточности моделирования также могут быть причиной этого сообщения об ошибке. Здесь мы собраны для возможного поиска причин нестабильности.
1. Проверка моделирования
Überprüfen Sie zuerst, ob das System vonseiten der Modellierung in Ordnung ist. Мы рекомендуем использовать инструменты управления моделью, предоставляемые RFEM 6 / RSTAB 9 (Инструменты → Управление моделью). Mithilfe dieser Möglichkeiten können Sie beispielsweise identische Knoten und überlappende Stäbe finden und gegebenenfalls löschen.
Кроме того, вы можете рассчитать конструкцию, подверженную действию чистой постоянной нагрузки в загружении, например, по линейному статическому анализу. Если результаты отображаются последовательно, структура, относящаяся к моделированию, является стабильной. Sollte dies nicht der Fall sein, finden Sie im Folgenden eine Auflistung der häufigsten Ursachen:
• Falsche Definition von Auflagern / Fehlen von Auflagern
Это может привести к нестабильности, так как конструкция имеет опоры не во всех направлениях. Achten Sie deshalb darauf, dass die Lagerbedingungen sowohl mit dem System als auch mit den äußeren Randbedingungen im Gleichgewicht stehen. Статически недоопределенные системы также могут привести к прерыванию расчёта из-за отсутствия граничных условий.
• Torsion von Stäben um die eigene Achse
Если стержни поворачиваются вокруг своих осей, то есть стержень не ограничен вокруг своей оси, это может привести к нестабильности. Часто на это влияют настройки шарниров стержней. Может случиться, что шарниры от кручения заданы как в начальном узле, так и в конечном узле.
• Fehlende Verbindung von Stäben
Finden Sie freischwebende Stäbe? Vor allem bei größeren und komplexeren Modellen passiert es leicht, dass einige Stäbe nicht miteinander verbunden sind und somit "in der Luft schweben". Auch das Vergessen von kreuzenden Stäben, die sich eigentlich miteinander schneiden sollten, kann zu Instabilitäten führen. Abhilfe schafft hier die Modellkontrolle "Kreuzende, nicht verbundene Stäbe", die nach Stäben sucht, die sich kreuzen, jedoch keinen gemeinsamen Knoten im Schnittpunkt aufweisen.
• Kein gemeinsamer Knoten
Sehen Sie genau hin. Hier liegen die Knoten augenscheinlich an selber Stelle, bei genauerer Betrachtung weichen diese jedoch minimal voneinander ab. Häufige Ursachen sind CAD-Importe, die Sie aber problemlos mithilfe der Modellkontrolle bereinigen können.
• Entstehen einer Gelenkkette
Aufgepasst bei Stabendgelenken: Zu viele davon an einem Knoten können eine Gelenkkette verursachen, die zum Berechnungsabbruch führt. Для каждого узла можно задать только n-1 шарниров с одинаковой степенью свободы относительно общей системы координат, где «n» - это количество соединяемых стержней. То же относится и к высвобождениям линий.
2. Проверка жёсткости
Если жёсткость отсутствует, это также может привести к прерыванию расчёта из-за нестабильности. Поэтому всегда следует проверять, достаточно ли жёсткости конструкция во всех направлениях.
3. Численные проблемы
Zu diesem Punkt zeigen wir Ihnen folgendes Beispiel. Это шарнирная рама, усиленная растянутыми стпржнями. Из-за сжатия колонны за счёт вертикальных нагрузок, на растянутые стержни на первом этапе расчёта действуют небольшие сжимающие усилия. Они удаляются из конструкции (поскольку могжет поглощаться только растяжение). На втором этапе расчёта модель будет неустойчивой без этих растянутых стержней. Um dieses Problem zu lösen, haben Sie mehrere Möglichkeiten. Вы можете применить предварительное напряжение (нагрузку на стержень) к растянутым стержням, чтобы «устранить» небольшие сжимающие силы, придать стержням небольшую жёесткость или удалить стержни один за другим в расчёте.
Die Berechnungseinstellung ist in RSTAB 9 automatisiert, in RFEM 6 können Sie dies optional aktivieren.
4. Выявление причин нестабильности
• Automatische Modellkontrolle mit grafischer Ausgabe
Um eine grafische Darstellung der Ursache einer Instabilität zu erhalten, hilft Ihnen das Add-On Strukturstabilität für RFEM 6 / RSTAB 9 weiter:
Mit der Option "Berechnen ohne Belastung für Instabilitätsnachweis durch Eigenform" können Sie vermeintlich instabile Systeme berechnen. Es wird anhand der Strukturdaten eine Eigenwertanalyse durchgeführt, welche als Ergebnis die Instabilität des betroffenen Bauteils grafisch darstellt.
• Verzweigungsproblem
Если загружения или сочетания нагрузок можно рассчитать по линейному статическому Ordnung be...