Поиск формы в RFEM

Основные данные

Ввод данных

При определении модели легких конструкций вы можете понять, что геометрическое положение мембран и канатов неясно. Именно задача процесса FF состоит в том, чтобы найти и зафиксировать это положение. Следовательно, RFEM требует первоначального ввода элементов FF в первую очередь. Первоначальный ввод предоставляет программе информацию о том, между какими точками заключен кабель, и между каким линейным многоугольником заключена мембрана. Кроме того, для первоначального ввода требуется определение значения поверхностного напряжения в направлении основы и утка мембран, включая метод их применения (растяжение или проекция), а также уровень предварительного напряжения или размер провисания вантовых элементов, которые должны действовать в соответствии с ТФ. расчет. Следует отметить, что исходная форма элементов ФФ значения не имеет. С точки зрения программы, при первоначальном вводе элементов FF вам нужно только убедиться, что все необходимые соединительные узлы и линии интегрированы в поверхности/стержни и что процесс создания сетки может создать сетку для всех элементов. В случае сбоя в процессе создания сетки, операция прекращается непосредственно перед расчетом.

Меню

Поиск формы

После успешного создания сетки, программа запускает процесс FF. Этот процесс принимает геометрию сетки и поверхностное напряжение/предварительное напряжение из начального ввода и смещает положение элементов сетки до тех пор, пока поверхностное напряжение на элементе КЭ не будет уравновешено с граничными условиями. Описание поверхностных напряжений на элементах мембранной сетки можно задать двумя способами. Метод растяжения описывает вектор поверхностного напряжения, который может свободно перемещаться в пространстве, пока не достигнет целевого положения. Напротив, метод проекции описывает вектор поверхностных напряжений, который может частично перемещаться в пространстве и привязан к его координатам XY. У свободно перемещаемых в пространстве векторов предварительного напряжения может случиться так, что тангенциальные векторы могут сжаться в точку в центре, особенно у осесимметричных моделей с конической формой. Этой реакции можно противодействовать, зафиксировав векторы поверхностных напряжений в плоскости XY при использовании метода проекции.

Этот этап переключения выполняется итеративно с использованием метода URS (обновленная справочная стратегия, https://mediatum.ub.tum.de/node?id=1095271 ) проф. К.-У. Блетцингер и Э. Рамм. К.-У. Блетцингер и Э. Рамм. Для управления итерационным процессом в диалоговом окне «Параметры расчета» имеется отдельная вкладка «Поиск формы». Для лицензирования программы затем доступны следующие возможности:

Максимальное количество итераций
Как правило, расчет FF должен завершаться до достижения данного предела при соблюдении всех допустимых пределов. Если после достижения максимального количества итераций пределы допуска не соблюдены, программа отображает предупреждающее сообщение с возможностью дальнейшего использования промежуточного результата.

Количество итераций для нагрузки от пред. напряжений
Это число определяет, сколько итераций при расчете FF следует повторно применить к элементам предварительное напряжение с первоначально заданным значением. После превышения этого предела программа перестает многократно применять предварительное напряжение с начальным значением во время расчета FF. Программа сходится к стабильному решению путем увеличения значения изотропного поверхностного напряжения с помощью метода натяжения или для изотропного/ортотропного поверхностного напряжения с помощью метода проекции. Из-за двухосной кривизны можно найти только приближенное решение для ортотропного поверхностного напряжения с помощью метода растяжения.

Учет собственного веса из загружения
Это назначение загружения позволяет использовать собственный вес в качестве ограничения для расчета FF в дополнение к строго заданному поверхностному напряжению/предварительному напряжению.

Интегрировать предварительный поиск формы
Эта опция в большинстве случаев ускоряет общий процесс FF. Предварительный поиск формы перемещает элементы поверхности КЭ, считая, что края жесткости находятся в положении, близком к целевому решению. После этого шага запускается собственно итерационный процесс FF. Поскольку расстояние между исходной позицией и целевой позицией обычно значительно сокращается из-за предварительного рассмотрения, фактический итерационный расчет должен охватывать только небольшое расстояние до целевой позиции и, таким образом, может сэкономить определенное количество времени вычислений.

Создание поверхностей/линий NURBS из результатов поиска формы и повторное создание результатов поиска формы
Это используется для определения ввода новой модели. После расчета FF программа обычно выводит построение смещенной сетки под приложенным поверхностным напряжением/предварительным напряжением. Эта геометрия сетки может быть отображена в программе, но не может быть отредактирована или изменена. Все записи и расчеты (последующие нагрузки, оценка результатов и т. Д.) Могут быть введены только изначально.
В случаях, когда геометрия сетки FF смещена очень далеко от исходной геометрии, вам может помочь преобразование NURBS. Эта опция преобразует геометрию КТ (поверхность мембраны, граничные линии мембраны и кабельные линии) в заданную геометрию КТ. Поскольку геометрия FF обычно принимает форму многоугольника, а соответствующие линейные геометрии больше не могут быть реализованы с помощью прямых линий/дуг/сплайновых кривых, а геометрия поверхностей больше не может быть реализована с помощью плоскостей/цилиндрических поверхностей/четырехугольных поверхностей, функция переписывает новые элементы в неоднородные рациональные B-сплайны (NURBS) с порядком 9. Эти элементы NURBS представляют собой соответствующие линии и определения поверхностей, которые приблизительно соответствуют ранее определенной геометрии FF.
В программе RFEM для ввода поверхностей NURBS задан тип поверхности с четырьмя граничными линиями. Это означает, что программа может только равномерно распределить положение необходимых узлов матрицы для поверхностей с четырьмя граничными линиями в зависимости от края в середине поверхности и оценить их соответствующим образом. Кроме того, возможен специальный случай с тремя граничными линиями, поскольку в данной расчетной модели - в отличие от четырехугольной поверхности - рассматривается граничная линия длиной 0. Поэтому распределение узлов матрицы на углу с нулевой линией сильно сжато.
После преобразования программа помещает новую сетку КЭ на поверхности NURBS на основе предыдущей геометрии FF без дополнительных искажений и запускает расчет FF. Поскольку элементы NURBS очень близки к ранее найденной геометрии FF, процесс расчета обычно находит решение в течение нескольких итераций. Как и следовало ожидать, расчет FF для этих преобразований NURBS приводит к почти нулевой деформации, перпендикулярной плоскости мембраны с заданным поверхностным напряжением/предварительным напряжением. Однако в некоторых случаях в плоскости мембраны может возникать деформация ТФ. Тем не менее, это не противоречит предположениям, поэтому с этим можно согласиться.

Допуск для критериев сходимости по поиску формы
Эта опция определяет точность решения. Значение изменяет внутреннюю точность расчета FF. Таким образом, значение меньше 1 увеличивает точность и заставляет программу выполнять итерационные вычисления до тех пор, пока не будет достигнут пониженный предел допуска. В качестве критерия между итерациями расчет FF уравновешивает деформации и равновесие между силами и реакциями элементов.

Скорость сходимости
Данная опция контролирует устойчивость расчета. Чистый расчет FF применяет мембранные поверхности с абсолютной жесткостью. Это значение можно изменить с помощью заданного значения. Значение меньше 1 увеличивает жесткость и, таким образом, обеспечивает более медленную сходимость, но более высокую устойчивость расчета. Таким образом, вы можете избежать нестабильности при расчете FF.

Параметры расчета

Результаты

После расчета FF, результаты отображаются в загружении «RF-FORM-FINDING». Навигатор результатов такой же, как и в случае обычного расчета конструкций, только без расчета FF. Результаты деформации описывают деформацию между исходным входом и найденной равновесной формой. Результаты для стержней и поверхностей показывают условия силы или напряжения для равновесной формы с учетом заданных параметров FF. Загружение «RF-FORM-FINDING» представляет собой новую конфигурацию модели с поверхностным напряжением/предварительным напряжением. Последующий расчет с вводом удельной нагрузки на поверхность, такой как ветровая нагрузка, затем использует модель, описанную в варианте нагружения «RF ‑ FORM ‑ FINDING» в качестве начальной конфигурации, со всеми связанными эффектами. В этих последующих случаях нагружения деформация связана с ранее определенной формой равновесия.

model