Эта статья была переведена Google Translator

Посмотреть исходный текст

My model is unstable. В чем может быть причина?

Ответ

Причиной прерывания расчета могут быть различные причины из-за нестабильной системы конструкций. С одной стороны, это может указывать на «реальную» нестабильность из-за перегрузки конструктивной системы, но, с другой стороны, погрешности моделирования также могут быть причиной этого сообщения об ошибке. Далее можно найти возможную процедуру поиска причины нестабильности.

1. Проверка моделирования

Во-первых, вы должны проверить правильность моделирования конструктивной системы. Рекомендуется использовать инструменты проверки модели, предоставляемые RFEM/RSTAB (Инструменты → Проверка модели). Например, эти параметры позволяют находить идентичные узлы и перекрывающиеся стержни, поэтому при необходимости их можно удалить.


Кроме того, можно рассчитать конструкцию, подвергаемую чистой постоянной нагрузке в загружении, например, в соответствии с линейным статическим расчетом. Если результаты отображаются впоследствии, структура, касающаяся моделирования, является стабильной. Если это не так, то ниже перечислены наиболее распространенные причины (см. Также видео «Проверка модели» в разделе «Загрузки»):

  • Неправильное определение опор/отсутствие опор
    Это может привести к нестабильности, так как конструкция не поддерживается во всех направлениях. Следовательно, условия опоры должны быть в равновесии как со структурной системой, так и с внешними граничными условиями. Статически переопределенные или кинематические системы также приводят к прерыванию расчетов из-за отсутствия граничных условий.

    Pисунок 02 - Kinematic System - однопролетная балка без жесткой опоры

  • Кручение стержней вокруг собственной оси
    Если стержни вращаются вокруг своей оси, то есть стержень не опирается вокруг своей оси, это может привести к нестабильности. Это часто вызывается настройками шарниров стержней. Таким образом, может случиться так, что в начальном узле и в конечном узле будут введены расцепители кручения. Однако следует обратить внимание на предупреждение, которое появляется при запуске расчета.

    Pисунок 03 - Ввод торсионных выпусков на начальном и конечном узлах

  • Отсутствует соединение стержней
    Особенно в случае больших и сложных моделей, может случиться так, что некоторые стержни не будут связаны друг с другом, и, таким образом, они «плавают в воздухе». Кроме того, если вы забудете о пересекающихся стержнях, которые должны пересекаться друг с другом, это также может привести к нестабильности. Решение обеспечивает проверку модели «Пересечение несвязанных стержней», которая ищет стержни, которые пересекаются друг с другом, но не имеют общего узла в точке пересечения.

    Pисунок 04 - Результат проверки модели для стержней пересечения

  • Нет общего узла
    Узлы лежат, по-видимому, в одном и том же месте, но при ближайшем рассмотрении они слегка отклоняются друг от друга. Это часто вызывается импортом САПР, и вы можете исправить это с помощью проверки модели.

    Pисунок 05 - Результат проверки модели для идентичных узлов

  • Формирование шарнирной цепи
    Слишком много концевых шарниров стержня на узле может вызвать цепочку шарниров, что приведет к прерыванию расчета. Для каждого узла можно определить только n-1 шарниров с одинаковой степенью свободы относительно глобальной системы координат, где «n» - количество соединенных стержней. То же самое относится и к линейным выпускам.

    Pисунок 06 - Кинематическая система благодаря шарнирной цепи

2. Проверка жесткости

Если жесткость отсутствует, это также может привести к прерыванию расчета из-за неустойчивости. Поэтому всегда следует проверять, достаточно ли жестка конструкция во всех направлениях.


3. Численные задачи

Пример этого показан на рисунке 08. Это шарнирно-сочлененная рама, усиленная натяжными стержнями. Из-за усадки засчет вертикальных нагрузок, данные растягиваемые стержни получают небольшие сжимающие силы на первом этапе расчета. Они удаляются из конструкции (так как может быть поглощено только натяжение). На втором этапе расчета модель без этих натяжных стержней является нестабильной. Существует несколько способов решения этой проблемы. Вы можете применить предварительное напряжение (нагрузку на стержень) к растягивающим стержням, чтобы «устранить» небольшие сжимающие силы, назначить небольшую жесткость стержням или удалить стержни один за другим в расчете (см. Рисунок 08).


4. Выявление причин нестабильности


  • Автоматическая проверка модели с графическим отображением результатов
    Дополнительный модуль RF-STABILITY (RFEM) может помочь вам получить графическое отображение причины нестабильности. Выберите «Вычислить собственный вектор для неустойчивой модели…» (см. Рисунок 09), можно рассчитать нестабильную конструкцию. Анализ собственных значений выполняется на основе данных конструкции, поэтому в результате графически отображается нестабильность затронутого конструктивного элемента.

    Pисунок 09 - Графическое отображение нестабильности

  • Критическая проблема нагрузки
    Если загружения или сочетания нагрузок рассчитываются в соответствии с геометрически линейным расчетом, а расчет отменяется только при расчете второго порядка, возникает проблема устойчивости (критический коэффициент нагрузки менее 1,00). Коэффициент критической нагрузки указал, какой коэффициент необходимо использовать для умножения нагрузки, чтобы модель, подверженная определенной нагрузке, стала нестабильной (например, из-за потери устойчивости). Поэтому: Коэффициент критической нагрузки менее 1,00 означает, что система нестабильна. Только положительный критический коэффициент нагрузки, превышающий 1,00, позволяет утверждать, что нагрузка, вызванная указанными осевыми силами, умноженными на этот коэффициент, приводит к разрушению устойчивости устойчивой конструкции. Для нахождения «слабой точки» рекомендуется следующий подход, для которого требуется дополнительный модуль RF-STABILITY (RFEM) или RSBUCK (RSTAB) (см. Также видео «Проблема критической нагрузки» в разделе «Загрузки»).

    Во-первых, необходимо уменьшить нагрузку на соответствующую комбинацию нагрузок, пока комбинация нагрузок не станет устойчивой. Может помочь коэффициент нагрузки в расчетных параметрах сочетания нагрузок. Это также соответствует ручному определению коэффициента критической нагрузки, если дополнительный модуль RF-STABILITY или RSBUCK недоступен. В случае чисто линейных конструктивных элементов уже может быть достаточно рассчитать комбинацию нагрузок в соответствии с геометрически линейным расчетом и выбрать ее непосредственно в дополнительном модуле. Затем, кривая потери устойчивости или форма могут быть рассчитаны и отображены графически на основе этой комбинации нагрузок в соответствующем дополнительном модуле. Графическое отображение результатов позволяет найти «слабое место» в конструкции, а затем оптимизировать ее. По умолчанию дополнительные модули RF-STABILITY или RSBUCK определяют только формы глобального режима. Чтобы также определить формы локальных мод, необходимо активировать разделение стержней (RF-STABILITY) или увеличить разделение для ферм как минимум до «2» (RSBUCK).

    Pисунок 10 - Активация деления для стержней в RF-STABILITY

    Pисунок 11 - Отделение стержней в RSBUCK

Ключевые слова

Нестабильность Система нестабильна Нестабильная конструкция Сингулярность Причина нестабильности

Загрузки

Ссылки

Контакты

Свяжитесь с Dlubal

Вы нашли ответ на свой вопрос? Если нет, свяжитесь с нами через бесплатную поддержку по электронной почте, в чате или на форуме или отправьте нам свой вопрос с помощью онлайн-формы.

+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