Программа для расчёта конструкций RFEM 6 является основой нашей модульной системы программного обеспечения. Основная программа RFEM 6 используется для задания конструкций, материалов и нагрузок плоских и пространственных конструктивных систем, состоящих из плит, стен, оболочек и стержней. Программа также позволяет создавать комбинированные конструкции, а также моделировать тела и контактные элементы.
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Решатель RSTAB 9 автоматически выбирает лучшую стратегию и пытается решить все нелинейности сразу. Если это не удается, нелинейности решаются одна за другой. Аналогично учитываются нелинейности шарниров и опор.
В RFEM 6 необходимо выполнить соответствующие настройки в диалоговом окне «Изменить параметры статического анализа» на вкладке «Повторная активация»; увидеть изображение.
Um ein nicht lineares Element wie ein Stabendgelenk mit Diagramm oder Ausfall anlegen zu können, muss zunächst das Stabendgelenk angelegt werden. Wenn RFEM das Stabendgelenk kennt, kann dieses über die Schnittstelle IMemberEndRelease geholt werden. Diese Schnittstelle verfügt dann über die Methoden GetData() und SetData(). Beide Methoden sind in der Lage sowohl die einfachen Stabendgelenkdaten vom Typ MemberEndRelease als auch die Daten einer Nichtlinearität auszulesen bzw. zu schreiben.
Im folgenden Beispiel wird in Stabendgelenk zunächst für die x-Richtung ein Gelenk aktiviert und dann als Nichtlinearität in x-Richtung der Typ WorkingDiagramType eingestellt. Nachdem diese Daten mithilfe eines Prepare-Finish-Modification-Blocks an RFEM übergeben wurden, legt dieses intern die Nichtlinearität an. Um diese mit Daten zu füllen, werden zunächst die vorhandenen Daten über GetData() von der Schnittstelle des Stabendgelenks geholt.
Nachdem die Daten (NonlinearityDiagram) ausgefüllt wurden, werde diese wieder mit SetData() übergeben:
Sub SetNLDiagram()Dim model As RFEM5.modelSet model = GetObject(, "RFEM5.Model")On Error GoTo eDim iApp As RFEM5.ApplicationSet iApp = model.GetApplicationiApp.LockLicenseiApp.ShowDim iModelData As RFEM5.iModelDataSet iModelData = model.GetModelData' modify member end release' set nonlinearity "Diagram" for x translationDim iMemHing As RFEM5.IMemberHingeSet iMemHing = iModelData.GetMemberHinge(1, AtNo)Dim memHing As RFEM5.MemberHingememHing = iMemHing.GetData()memHing.TranslationalConstantX = 0memHing.TranslationalNonlinearityX = WorkingDiagramType' Set new dataiModelData.PrepareModificationiMemHing.SetData memHingiModelData.FinishModification' create diagramDim tbl1() As DoubleReDim tbl1(1, 1)tbl1(0, 0) = 0 ' u-xtbl1(0, 1) = 0 ' P-xtbl1(1, 0) = 0.02 ' u-x (mm)tbl1(1, 1) = 2000 ' P-x (N)Dim nldHing As RFEM5.NonlinearityDiagramnldHing.ForceType = StiffnessDiagramForceType.NoneStiffnessForcenldHing.PositiveZoneType = DiagramAfterLastStepType.TearingDiagramTypenldHing.PositiveZone = tbl1nldHing.Symmetric = TrueDim iNldiag As RFEM5.INonlinearityDiagramSet iNldiag = iMemHing.GetNonlinearity(AlongAxisX)' Set new dataiModelData.PrepareModificationiNldiag.SetData nldHingiModelData.FinishModificatione: If Err.Number <> 0 Then MsgBox Err.description, , Err.Sourcemodel.GetApplication.UnlockLicenseEnd Sub
Die Vorgehensweise ist für Knotenlager und andere Nichtlinearitäten analog.
Die Linienfreigaben gibt es in dieser Form in RFEM 6 aktuell noch nicht.
Sie können Nichtlinearitäten in Zukunft aber auch direkt bei den Liniengelenken definieren.Zum aktuellen Stand (November 2021) stehen diese Nichtlinearitäten allerdings leider noch nicht gänzlich zur Verfügung. Diese werden über Programmupdates nachgereicht.
Weitere Freigabetypen für Knoten, Linien und Flächen sind zum aktuellen Stand ebenfalls noch in Entwicklung. Diese werden ebenfalls über Programmupdates nachgereicht.
Es stehen zwei Auswahlmöglichkeiten zur Verfügung: eine automatische Zeitschrittwahl und eine manuelle. Gerade für eine Struktur mit Nichtlinearitäten wird immer empfohlen, den Zeitschritt manuell zu wählen, da die automatische Ermittlung nur anhand der definierten Akzelerogramme bzw. Zeitdiagramme durchgeführt wird. Dafür sollte eine Zeitschrittkonvergenzstudie durchgeführt werden, welche die Berechnungszeit und die Genauigkeit ins Verhältnis setzt.
Der zu wählende Zeitschritt ist von vielen Faktoren abhängig, darunter die Erregungsfrequenz, die Frequenz und die Größe der Struktur, sowie der Grad an Nichtlinearitäten. Es kann also keine allgemeingültige Aussage über die Größe des Zeitschritts getroffen werden.
Um eine ausreichende Genauigkeit zu erreichen, sollte die maßgebende Periode T = 1/f in etwa 20 Schritte unterteilt werden, d. h. der Zeitschritt Δt ist wie folgt zu wählen:
$\mathrm{Δt}\;<\frac{\mathrm T}{20}\;=\;\frac1{20\mathrm f}\;=\;\frac{\mathrm\pi}{10\mathrm\omega\;}$
Für transient definierte Anregungen, wie Akzelerogramme oder tabellierte Zeitdiagramme, sollte der kürzeste Zeitabschnitt in 7 Schritte unterteilt werden:
$\mathrm{Δt}\;=\;\frac{\mathrm{Min}\left\{{\mathrm t}_{\mathrm i+1}\right.-\;{\mathrm t}_{\mathrm i}\}\;}7$
Unabhängig der Berechnung werden Zeitschritte zum Speichern der Ergebnisse angegeben.
В случае подшипника с отверстием, силы передаются только за счет сжатия. Растягивающие силы не возникают. Эти эффекты можно смоделировать следующим образом (например, на рисунке):
1. Создайте отверстие в поверхности.
2. Einen Balkenstab mit der Nichtlinearität Ausfall bei Zug erzeugen und in Öffnung setzen. Es ist wichtig, einen Balkenstab und keinen Druckstab zu verwenden (ein Druckstab ist ein Fachwerkstab, wodurch das System kinematisch wäre).
3. Stab in Öffnung rotieren und dabei mehrfach kopieren
Anstelle der Stäbe könnte man die Öffnung auch durch eine Fläche mit der Steifigkeit Membranzugfrei füllen. Bei der Verwendung dieser Flächensteifigkeit geschieht Folgendes:
Die Berechnung erfolgt in mehreren Iterationen. Nach der ersten Iteration wird überprüft, in welchen Flächenelementen für die Hauptmembranspannung Zug auftritt. Diese Elemente fallen in der nächsten Iteration aus (besser gesagt, die Steifigkeit wird stark reduziert).
Bei beiden Modellierungsvarianten sollte man in etwa die gleichen Ergebnisse erhalten.