Введение
Вы можете рассчитать деформации и силы для статически определенных и переопределенных конструкций, используя метод конечных элементов. Для того, чтобы получить решения для системы фоновых уравнений, которая зависит от выбранных сечений стержня, длины и вращения, требуются геометрические (например, опора) и нагрузочно-технические (например, нагрузка на конструкцию):
[K] ∙ {u} = {F}
где
[K] - матрица жесткости,
{u} - вектор смещения узла,
{F} - вектор узловых точечных нагрузок.
Пример: Пружина с жесткостью пружины K = 3 Н/м растягивается до u = 0,5 м под действием силы F. Таким образом, сила F равна 3 Н/м ∙ 0,5 м = 1,5 Н.
RF-/STEEL Warping Torsion снова определяет силы и деформации указанных блоков стержней в новом расчете с семью степенями свободы. Однако это означает, что извлеченные балочные конструкции без граничных условий не могут быть вычислены. Для расчета требуются соответствующие геометрические ограничения в виде определения опоры и нагрузочные технические ограничения в виде нагрузки на стержень.
Поскольку определения геометрических опор обычно одинаковы для различных ситуаций нагружения, можно определить узловые опоры в окне 1.7 и упругие линейные опоры в окне 1.13 на каждом узле извлеченной балочной конструкции. Программа получает нагрузочно-техническое ограничение из ситуаций нагружения (загружения, сочетания нагрузок и расчетные сочетания), выбранных в окне 1.1. Поскольку ситуации нагружения включают в себя нагрузки только для всей конструкции в RFEM/RSTAB, а не для частичной балочной конструкции, необходимо определить каждую ситуацию нагружения и каждый блок стержней (частей конструкции) для расчета частичной конструкции в программе RFEM/RSTAB. RF-/STEEL Warping Torsion. Эти нагрузки определяются в начале расчета в модуле с использованием внутренних сил общего расчета в программе RFEM/RSTAB. Эти новые нагрузки на стержень частичной конструкции и узловые опоры, уже определенные в модуле, затем используются для определения новых сил и деформаций в соответствии с расчетом кручения с изгибом.
Определение нагрузок на стержень для частичных конструкций
Программное обеспечение для проектирования выполняет следующую описанную проверку для каждой частичной конструкции и связанной с ней нагрузки.
Для определения нагрузок для расширенного расчета, программа использует дифференциальное уравнение линии изгиба:
где
w (x) - функция перемещения,
M (x) - функция распределения изгибающего момента,
EI (x) - это функция жесткости на изгиб по оси продольного стержня (модуль упругости ∙ момент инерции).
Из соотношения между линией изгиба и нагрузкой (теорема Шведлера), программа может вывести распределения нагрузки qy (x), qz (x), используя изгибающий момент My (x), Mz (x):
Изгибающий момент M (x) = - EI (x) ∙ w '' (x)
Поперечная сила Q (x) = - (EI (x) ∙ w '' (x)) '
Нагрузка q (x) = (EI (x) ∙ w '' (x)) ''
Передаточная функция определяет соответствующие линейные нагрузки для извлеченной конструкции и узловые нагрузки на этапах распределения. Внутренние силы от осевой силы и кручения преобразуются аналогично и применяются к частичной конструкции как нагрузки. Поперечные силы не должны быть дополнительно учтены в данном анализе, так как они возникают непосредственно из расчета изгибающих моментов и косвенно возникают из новых эквивалентных нагрузок.
С помощью этой процедуры конечная частичная конструкция будет нагружена внутренними силами, аналогичными тем, которые возникают в результате общего расчета всей конструкции в программе RFEM/RSTAB, при условии применения пользовательских геометрических ограничений (опор) для частичной конструкции на частичную структуру как аффинность к глобальным эффектам конструкции. Необходимо соблюдать следующие правила определения опор:
- Опора должна быть применена в качестве аффинного воздействия на всю конструкцию.
- Частичная конструкция должна быть статически или переопределена.
- В случае частичных конструкций, соответствующих всей конструкции, необходимо задать опоры таким же образом, как и для всей конструкции.
- Промежуточные опоры в частичной конструкции всегда должны быть определены с той же жесткостью, что и для всей конструкции.
- Для извлеченных частичных конструкций опоры должны быть открыты в точках резания, связанных с переносом изгибающих моментов вокруг соответствующего направления вращения. Чтобы представить распределения осевых и крутильных сил, вызванных внешними нагрузками, необходимо открыть любую опору в соответствующем направлении и вокруг него. Внутренние сдерживающие силы на частичную конструкцию учитываются только частично (в качестве внешней нагрузки с помощью передаточной функции).
Данная передаточная функция может использоваться для загружений LC, сочетаний нагрузок CO и результирующих сочетаний RC.
Заключение
Новая передаточная функция представляет собой сложный инструмент для определения нагрузок на частичные конструкции. Полная интеграция в RF‑/STEEL Warping Torsion позволяет полностью реализовать потенциал этой функции. Таким образом, определение нагрузки для расчета по семи степеням свободы зависит только от выбора нагрузочных ситуаций для анализа.
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)
