В отличие от RFEM 5, где вас просят предоставить входные данные для модального анализа в соответствующем дополнительном модуле, дополнительный модуль для модального анализа в RFEM 6/RSTAB 9 полностью интегрирован в программу. Вы можете использовать его для определения наименьших собственных чисел конструкции, а также можете настроить количество учитываемых собственных чисел. Вы также можете определить несколько модальных расчетов (например, если вы хотите проанализировать различные массы или модификации жесткости).
К функциям аддона относится автоматический учет масс из собственного веса, прямой импорт масс из загружений или сочетаний нагрузок и определение дополнительных масс, а также пренебрежение массами любого объекта модели. Эти и другие функции аддона будут рассмотрены более подробно в следующем тексте.
Импорт масс
В RFEM 6 доступно несколько опций для задания масс для модального расчета. Массы от собственного веса учитываются автоматически, и вы можете учитывать нагрузки и массы непосредственно в загружении типа модального расчета, как показано на рисунке 1. У вас также есть возможность выбрать, рассматривать ли полные нагрузки как массы, компоненты нагрузки в общем направлении Z или только компоненты нагрузки в направлении силы тяжести.
Кроме того, или в качестве альтернативы опциям импорта масс, описанным выше, вы можете вручную задать сочетания нагрузок, из которых массы будут учитываться в модальном расчете. Если вы выбрали расчетный код (изображение 2), вы можете создать расчетную ситуацию с типом сочетания сейсмических воздействий/масс, чтобы программа автоматически рассчитала массовую ситуацию для модального анализа в соответствии с предпочтительным расчетным кодом, как показано на рисунке 3.
Другими словами, программа создает сочетание нагрузок на основе предустановленных коэффициентов сочетания для выбранного стандарта, который содержит массы, которые будут использоваться для модального анализа.
Добавление масс
Если вы хотите рассматривать другие нагрузки как массы в дополнение к статическим нагрузкам, вы можете сделать это для узловых, стержневых, линейных и поверхностных нагрузок в RFEM 6. Это можно сделать, выбрав « Масса » в качестве типа нагрузки при определении интересующей нагрузки. Для таких нагрузок можно задать массу или компоненты массы в направлениях X, Y и Z. Для узловых масс можно также задать моменты инерции X, Y и Z для моделирования более сложных точек масс. Это показано на рисунке 4.
Пренебрежение массами
Часто необходимо пренебречь массами, особенно когда выходные данные модального анализа должны быть использованы в сейсмическом анализе, когда для расчета требуется 90% эффективной модальной массы в каждом направлении.
Таким образом, вы можете пренебречь массами во всех фиксированных узловых и линейных опорах, так что программа автоматически деактивирует массы, связанные с ними, но вы также можете вручную выбрать объекты, для которых массами следует пренебречь для модального анализа. Последний показан на рисунке 5, где пользовательский выбор является предпочтительным, а объекты, а также связанные с ними компоненты массы выбраны для пренебрежения массой.
Импорт начальных состояний
При определении входных данных для модального расчета вы можете рассмотреть загружение, жесткости которого представляют собой начальное положение для модального расчета. Вы можете сделать это с помощью опции «Учитывать начальное состояние из», показанной на рисунке 6. Следовательно, если вы откроете диалоговое окно «Параметры начального состояния» и определите жесткость как тип начального состояния, вы можете учесть жесткость системы, если растянутые стержни выходят из строя в том случае, от которого считается начальное состояние. Затем в модальном расчете учитывается жесткость из этого загружения, и получается более мягкая система.
Учитывая несовершенства
Как показано на рисунке 7, несовершенства можно также учитывать при определении загружения для модального расчета. Типы несовершенств, применимые в модальном расчете, - это условные нагрузки от загружения, начальные колебания по таблице, статическая деформация, форма потери устойчивости, форма динамической формы и группа случаев несовершенств.
Модификации конструкции
В RFEM 6 вы можете легко определить изменения конструкции в загружениях типа модального расчета. Например, вы можете индивидуально настроить жесткость материалов, сечений, стержней, поверхностей, шарниров и опор. Вы также можете изменить жесткость для некоторых надстроек конструкции. После выбора объектов их свойства жесткости адаптируются к типу объекта, и вы можете определить их на отдельных вкладках, как показано на рисунке 8.
Если вы заинтересованы в анализе выхода из строя объекта (например, колонны) в модальном анализе, вы можете сделать это в окне «Изменение конструкции», деактивировав интересующие объекты, как показано на рисунке 9.
Методы определения количества форм колебаний
Существует два доступных метода определения количества форм колебаний. Первый заключается в том, чтобы вручную определить количество наименьших форм колебаний, которые необходимо рассчитать. Количество доступных форм колебаний зависит от степеней свободы (то есть количества свободных точек масс, умноженного на количество направлений, в которых действуют массы), но оно ограничено 9 999.
Другой вариант - установить максимальную собственную частоту так, чтобы формы колебаний определялись автоматически до тех пор, пока не будет достигнута заданная собственная частота. Оба варианта показаны на рисунке 10.
Вывод собственных чисел, угловых частот, собственных частот, собственных периодов, модальных масс, эффективных модальных масс, коэффициентов модальных масс и коэффициентов участия
После завершения расчета результаты модального анализа доступны как в графическом виде, так и в виде таблиц. Таким образом, вы можете отобразить таблицы результатов для загружений модального расчета и увидеть собственные числа, угловые частоты, собственные частоты и собственные периоды конструкции. Кроме того, вы можете отобразить эффективные модальные массы, коэффициенты модальных масс и коэффициенты участия, как показано на рисунке 11.
Определение масс в узлах или точках сетки КЭ
Результаты модального расчета в RFEM 6 также включают табличный и графический вывод масс в точках сетки. Таким образом, вы можете проверить импортированные массы, которые зависят от различных настроек модального анализа и могут быть отображены на вкладке « Массы в точках сетки » таблицы «Результаты».
В таблице представлен обзор следующих результатов: направления перемещения масс (mX, mY, mZ ), направления вращения масс (mφX, mφY, mφZ ) и сумма масс. Если вас интересует быстрая графическая оценка, вы также можете отобразить массы в точках сетки графически. Оба варианта показаны на рисунке 12.
Визуализация и стандартизация форм колебаний
Как уже упоминалось, результаты загружения модального расчета отображаются в программе после успешного расчета. Следовательно, вы можете сразу увидеть форму первой моды графически или в виде анимации. В RFEM 6 вы можете легко настроить отображение стандартизации формы колебаний.
Вы можете сделать это непосредственно в навигаторе результатов , где вам следует выбрать один из трех вариантов визуализации форм колебаний: масштабировать значение вектора формы колебаний uj до 1 (учитывает только компоненты трансляции); выберите максимальную поступательную составляющую собственного вектора и установите ее равной 1; или рассмотрите весь собственный вектор (включая компоненты поворота), выберите максимум и установите его равным 1. Это показано на рисунке 13.
