Угол поворота элемента

Техническая статья

В пространственных структурах положение элемента играет важную роль с точки зрения определения внутренних сил. Ориентация осей элементов может быть определена либо глобальным углом поворота поперечного сечения, либо конкретным углом поворота элемента. Эти два угла добавляются для определения положения основных осей элемента в 3D-модели.

В этой статье описывается, как RFEM и RSTAB устанавливают положение элементов автоматически и как его можно отрегулировать с помощью углов поворота элементов, если это необходимо.

Локальные оси

Связанная с элементом система координат с осями x, y и z определяется как прямоугольная с правыми винтами. Локальная ось элемента x всегда представляет центральную ось элемента. Он соединяет начальный узел с конечным узлом, в то время как положительное направление оси x ориентировано от начального узла i к конечному узлу j элемента. В случае симметричных сечений локальные оси y и z представляют главные оси элемента (эти оси обозначаются как u и v в случае асимметричных сечений). Ось y является «главной» осью поперечного сечения.

Рисунок 01 - Локальные оси элементов x, y и z

Угол поворота элемента β

Если элемент имеет вращение вокруг своей продольной оси, это вращение может быть определено углом β. Положение и, следовательно, локальная система координат члена xyz четко описываются путем указания начального узла i и конечного узла j, а также угла поворота β.

Затем программа автоматически определяет положение локальных осей y и z: ось z расположена в пространстве так, что Z-часть стрелки направления, связанная с глобальной системой координат, всегда указывает на положительное глобальное направление Z. ось y затем получается в соответствии с правилом правой руки. Из этой позиции элемент может вращаться с использованием угла поворота β, который указывает поворот локальной системы x, y, z относительно системы отсчета x ', y', z '. В случае установки по умолчанию β = 0 ° система отсчета одновременно является локальной системой. В случае положительного угла β направления y и z вращаются вокруг оси продольного элемента (локальной оси x), как в случае правого винта.

Рисунок 02 - Угол поворота элемента β

Если локальная система xyz повернута вправо на 90 °, ось y находится в положении оси z перед вращением.

На рисунке 02 показано вращение влево. В этом случае угол β следует вводить как отрицательный.

Ориентация на члена в случае не горизонтальной позиции члена

Если элемент находится в горизонтальном положении, ориентация и поворот четкие, как показано на рисунке 02. Однако, если элемент расположен в пространстве, программа ориентирует элемент в соответствии со следующими правилами.

Для угла поворота элемента β = 0 ° возможны два случая.

Случай 1: общее положение элемента, β = 0 °
Опорная ось y 'параллельна глобальной плоскости XY. Опорная ось z 'перпендикулярна осям x' и y ', в то время как ее Z-компонент всегда указывает в направлении глобальной оси Z. Если в общих данных ось Z определена вниз, она указывает в направлении положительный Z-компонент; если ось Z определена вверх, она указывает в направлении отрицательного Z-компонента. Направления осей следуют правилу правой руки.

Рисунок 03 - Член в общем положении

Случай 2: вертикальное положение элемента, β = 0 °
Опорная ось y 'указывает в направлении глобальной оси Y. Ось z получается с помощью правила правой руки; если β = 0 °, он указывает в направлении глобальной оси X.

Рисунок 04 - Элемент в вертикальном положении с углом поворота элемента 0 ° и 45 °

Для угла поворота элемента ± 90 ° и 180 ° программа применяет следующие допущения для элементов в вертикальном положении:

Рисунок 05 - Элемент в вертикальном положении с углом поворота элемента ± 90 ° и 180 °

Элемент может вращаться вокруг продольной оси этого элемента с использованием угла поворота β. Положительный угол соответствует повороту оси y в направлении оси z. Это важно для ориентации оси, независимо от того, определен ли элемент сверху вниз или наоборот (см. Рисунок 04 и Рисунок 05).

Изменение Оси Участника из-за Положения Участника

Если ось «перепрыгивает» в случае поддерживающего непрерывного элемента, причиной обычно является автоматическая классификация положения элемента: положение непрерывного элемента классифицируется как «вертикальное», а положение соединенных элементов - как «общее». ». Общая позиция элемента применяется, если есть (минимально) разные координаты X и Y для узлов определения элемента, поэтому элемент слегка наклонен.

Рисунок 06 - Модификация оси элемента

Переменные оси усложняют определение локальных нагрузок и дефектов элементов. Они также влияют на символы и знаки внутренних сил.

Особенно при импорте модели DXF может случиться, что координаты X и Y узлов определения не идентичны всем десятичным разрядам. Это можно исправить вручную. Лучший способ - компенсировать отклонения с помощью параметра программы «Регенерировать модель», который также допускает определяемые пользователем допуски.

Рисунок 07 - Диалоговое окно «Восстановить модель» и результат

Резюме

В 3D-модели ориентация элемента важна для жесткости модели, а также для назначения локальных нагрузок. При вводе элемента система локальных осей автоматически определяется на основе узлов определения. Затем можно отрегулировать ориентацию оси, используя угол поворота элемента. RFEM и RSTAB позволяют быстро и надежно проверить положение элемента в 3D-рендеринге.

Ссылка

[1] Пособие RFEM (2013). Тифенбах: Dlubal Software. Скачать .
[2] Руководство RSTAB (2013). Тифенбах: Dlubal Software. Скачать .

Загрузки

Ссылки

Контакты

Свяжитесь с Dlubal

У вас есть какие-либо вопросы или необходим совет?
Свяжитесь с нами через бесплатную поддержку по электронной почте, в чате или на форуме или найдите различные предлагаемые решения и полезные советы на страницах часто задаваемых вопросов.

+49 9673 9203 0

info@dlubal.com

RFEM Основная программа
RFEM 5.xx

Основная программа

Программное обеспечение для расчета конструкций методом конечных элементов (МКЭ) плоских и пространственных конструктивных систем, состоящих из плит, стен, оболочек, стержней (балок), тел и контактных элементов

Цена первой лицензии
3 540,00 USD
RSTAB Основная программа
RSTAB 8.xx

Основная программа

Программное обеспечение для расчета конструкций рам, балок и ферм, выполняющее линейные и неьинейные расчеты внутренних сил, деформаций и опорных реакций

Цена первой лицензии
2 550,00 USD