Как только узловые освобождения определены, программа генерирует узлы, которые принадлежат разным частям модели, и создает невидимый элемент между этими узлами. Внутренние силы такие же, как для элемента с началом в оригинальном узле и концом в рассоединённом узле.
Узловые освобождения в основном подходят для моделей элементов с нелинейной геометрией. Например, узловые освобождения можно использовать для моделирования пересечения элементов с подъемными балками, подвижными подструктурами или сопряженными объектами со специальными граничными условиями.
Таким образом, одним из случаев, когда необходимо использовать узловые освобождения, являются модели, где один балка лежит на другом, но они не жестко соединены болтами или сваркой. Примером этого является пересечение балок, показанное на рисунке 2, где консольная балка свободно лежит на нижней балке.
В этом случае необходимо определить узловое освобождение, чтобы рассоединить модель в месте пересечения балок. В RFEM 6 вы можете найти узловые освобождения в разделе «Специальные объекты» в навигаторе данных или с помощью меню «Вставка» → «Специальные объекты» → «Узловые освобождения» → «Диалоговое окно» (Рисунок 3).
В обоих случаях вам доступно диалоговое окно «Новое узловое освобождение», как показано на рисунке 4. Вы можете начать определение узлового освобождения, выбрав место (то есть узел), в котором модель должна быть рассоединена и узловое освобождение, которое будет создано. Это можно сделать в верхнем правом углу диалогового окна. Затем в разделе «Освобожденные объекты» вы должны указать элементы, поверхности или твердые тела, которые рассоединены в выбранном узле. Это можно сделать, введя их номер или используя кнопку «Выбрать индивидуально», чтобы графически указать объекты в рабочем окне.
В этом конкретном примере элементы 3 и 4 (то есть консольная балка сверху) выбраны для рассоединения. Таким образом, RFEM генерирует копию выбранного узла в том же месте. В списке, доступном в разделе «Создание освобождения», следует указать, следует ли размещать освобождение (шарнир) на «Оригинальном узле» или на «Освобожденном узле». Настройка указывает, с какой частью модели шарнир деформируется, следовательно, влияет на результаты.
Далее необходимо определить соответствующие условия для узлового освобождения. Степени свободы на узле контролируются типом узлового освобождения (Рисунок 5), который описывает свойства шарнира. Эти свойства контролируют передачу деформаций (а следовательно, внутренних сил и моментов) между оригинальным узлом и его копией. Тип узлового освобождения можно определить в соответствующем диалоговом окне, доступном через значок «Создать новый тип освобождения», указанный на рисунке 4, или через запись «Типы узловых освобождений» в «Типах специальных объектов» навигатора данных.
Как показано на рисунке 5, условия типа освобождения делятся на три «Трансляционных» степени свободы и одно «Вращательное» освобождение. Свойства освобождения относятся к осям элементов или линий. Выбирая флажок для соответствующей оси, вы указываете, что возможно смещение или вращение в соответствующем направлении. Затем вы можете отрегулировать постоянную трансляционной или вращательной пружины и ввести нелинейные свойства (если применимо) в столбце «Нелинейность».
Перед подтверждением создания типа узлового освобождения, пожалуйста, проверьте, к какой системе координат относится освобождение смещений и вращений. Это можно указать в разделе «Система координат» диалогового окна «Типы узлового освобождения», где вы можете выбрать одну из следующих систем осей: локальная система координат (x,y,z), глобальная система координат (X,Y,Z), или вы можете определить новую систему координат самостоятельно.
Если освобождение относится к локальной системе координат, также отображается раздел диалога «Локальная система координат» (Рисунок 5), и вы можете определить элемент или линию (в зависимости от того, что вы выбрали в списке), который служит в качестве ориентира.
Резюме
Определение узловых освобождений особенно подходит для моделей элементов с нелинейной геометрией. В RFEM 6 они доступны как «Специальные объекты» и могут использоваться для моделирования пересечения элементов с подъемными балками, подвижными подструктурами или сопряженными объектами со специальными граничными условиями. Определяя узловое освобождение, разрешается структурное рассоединение объектов, связанных с узлом. Освобождение контролируется условиями шарнира, которые также могут иметь нелинейные свойства.