Если в программе появляется загружение или сочетание нагрузок, активируется расчет на устойчивость. Чтобы учесть, например, начальное предварительное напряжение, затем можно определить другое загружение.
Для этого необходимо указать, будет ли выполняться линейный или нелинейный расчет. В зависимости от случая применения можно выбрать прямой метод расчета, например, метод Ланцоша или итерационный метод ICG. Стержни, не интегрированные в поверхности, обычно отображаются как элементы стержня с двумя узлами КЭ. С такими элементами программа не может определить местную потерю устойчивости отдельных стержней. 'Вот почему у вас есть возможность автоматически делить стержни.
Можно выбрать несколько методов, доступных для анализа собственных чисел:
Прямые методы
Прямые методы (Ланцоша (RFEM), корней характеристического полинома (RFEM), метод итерации подпространства (RFEM/RSTAB), обратная итерация со сдвигом (RSTAB)) подходят для моделей малого и среднего размера. Используйте эти методы быстрого решения, только если ваш компьютер имеет большой объем оперативной памяти.
Итерационный метод ICG (неполный сопряженный градиент (RFEM))
Напротив, этот метод требует лишь небольшого количества памяти. Собственные числа определяются одно за другим. Его можно использовать для расчета больших конструктивных систем с небольшим количеством собственных значений.
Используйте аддон Устойчивость конструкции для выполнения нелинейного расчёта на устойчивость инкрементным методом. Данный тип расчета дает результаты, близкие к реальности также для нелинейных конструкций. Коэффициент критической нагрузки определяется путем постепенного увеличения нагрузок выбранного загружения до достижения неустойчивости. Приращение нагрузки учитывает нелинейности, такие как выход из работы стержней, опор и фундаментов, а также нелинейности материала. После увеличения нагрузки можно дополнительно выполнить линейный расчет на устойчивость на последнем устойчивом состоянии, чтобы определить форму устойчивости.
В качестве первых результатов программа представит вам коэффициенты критических нагрузок. Затем можно выполнить оценку риска потери устойчивости. Для моделей стержней, результирующие расчётные длины и критические нагрузки стержней изображаются в таблицах.
Используйте следующее окно результатов для проверки нормированных собственных чисел, отсортированных по узлам, стрежням и поверхностям. Графический вывод собственных чисел позволяет оценить работу при потере устойчивости. Это облегчит вам принятие противодействий.
Учет 7 направлений местной деформации (ux, uy, uz, φx, φy, φz, ω) или 8 внутренних сил (N, Vu, Vv, Mt,pri, Mt,sec, Mu, Mv, Mω) при расчете стержневых элементов
Используется в сочетании с расчетом конструкций по линейной статике, по методу второго порядка и методу расчёта больших деформаций (несовершенства также могут быть учтены)
В сочетании с аддоном для расчёта на устойчивость, позволяет определять коэффициенты критических нагрузок и формы колебаний при таких проблемах, как потеря устойчивости при кручении и потеря устойчивости плоской формы изгиба
Учет лобовых плит и поперечных элементов жёсткости в качестве пружин депланации при расчёте двутавров с автоматическим определением и графическим отображением жёсткости пружины депланации
Графическое изображение депланации сечения стержней при деформации
Расчет на кручение с депланацией можно выполнить для всей системы. Таким образом, вы учитываете дополнительную 7-ю степенью свободы при расчёте стержня. Жёсткости соединенных элементов конструкции учитываются автоматически. Это означает, что вам не нужно задавать эквивалентные жёсткости пружины или условия опирания для отдельной системы.
Затем вы можете использовать внутренние силы из расчета с кручением с депланацией в аддонах для расчета. В зависимости от материала и выбранного норматива необходимо учитывать бимомент депланации и вторичный крутящий момент. Типичным применением является расчет на устойчивость по методу второго порядка с несовершенствами в стальных конструкциях.
Знаете ли вы, что...? Область применения не ограничивается тонкостенными стальными профилями. Таким образом, вы можете, например, выполнить расчёт идеального опрокидывающего момента для балок с сечениями из массивной древесины.
Широкий выбор профилей, таких как прокатные двутавры; швеллеры; тавры; уголки; прямоугольные и круглые пустотелые профили; круглые стержни; симметричные и несимметричные параметрические двутавры, тавры и уголки; составные сечения (пригодность для расчета зависит от выбранного норматива)
Расчет основных сечений RSECTION (в зависимости от расчетных форматов, доступных в соответствующем нормативе); например, расчет эквивалентных напряжений
Расчет стержней с вутами (метод расчета в зависимости от норматива)
Возможна корректировка основных расчётных коэффициентов и нормативных параметров
Широкие возможности настройки данных для расчёта
Быстрый и наглядный вывод результатов для немедленного обзора распределения результатов после выполнения расчета
Подробный вывод результатов расчета и основных формул (четкий и проверяемый путь результата)
Численные результаты наглядным образом организованные в таблицах и графическое изображение результатов на модели
Включение результатов в протокол результатов RFEM/RSTAB
Расчет на растяжение, сжатие, изгиб, сдвиг, кручение и комбинированные внутренние силы
Расчет на растяжение с учетом уменьшенной площади сечения (например, ослабление отверстия)
Автоматическая классификация сечений для проверки местной потери устойчивости
Внутренние силы из расчета на кручение с депланацией (7 степеней свободы) учитываются посредством проверки эквивалентного напряжения (в настоящее время еще нет для норматива ADM 2020)
Расчет сечений класса 4 с эффективными характеристиками сечения по норме EN 1999‑1‑1 (для сечений RSECTION требуются лицензии на RSECTION и «Эффективные сечения»)
Проверка потери устойчивости при сдвиге с учетом поперечных элементов жесткости
Расчет на потерю устойчивости при изгибе, кручении и изгибно-крутильную потерю устойчивости при сжатии
Расчёт конструктивных элементов, подверженных действию моментов, на потерю устойчивости плоской формы изгиба
Импорт расчётных длин из расчёта с помощью аддона Устойчивость конструкции
Графический ввод и проверка заданных узловых опор и расчетных длин для расчета на устойчивость
В зависимости от норматива можно выбрать между пользовательским вводом Mcr, аналитическим методом из норматива или использованием внутреннего решателя собственных чисел
Учет области сдвига и заделки с поворотом при использовании решателя собственных чисел
Графическое отображение собственной формы при использовании решателя собственных чисел
Расчет конструктивных элементов на устойчивость при комбинированном сжатии и изгибе, в зависимости от норматива проектирования
Подробный расчет всех необходимых коэффициентов, например, коэффициентов взаимодействия
Альтернативный учёт всех действий для расчёта на устойчивость при определении внутренних сил в RFEM/RSTAB (расчёт второго порядка, несовершенства, снижение жёсткости, возможно в сочетании с аддоном Депланация при кручении (7 СтСв)
У вас есть вопросы по программе? Оптимизация конструкции в программах RFEM и RSTAB - это завершение параметрического ввода. Это процесс, протекающий параллельно с фактическим расчетом модели со всеми его нормативными определениями. Аддон предполагает, что ваша модель или блок построена с параметрическим контекстом и полностью управляется глобальными контрольными параметрами типа «оптимизация». Поэтому у этих контрольных параметров есть нижний и верхний предел, а также размер шага для ограничения диапазона оптимизации. Если вы хотите найти оптимальные значения контрольных параметров, необходимо указать критерий оптимизации (например, минимальный вес) с выбором метода оптимизации (например, оптимизация роя частиц).
Вы уже можете найти оценку стоимости и выбросов CO2 в определениях материала. Оба варианта можно активировать по отдельности в каждом задании материала. Оценка основана на единице расчета удельных затрат или удельных выбросов для стержней, поверхностей и тел. При этом вы можете выбрать, будут ли единицы измерения отображаться по весу, объему или площади.
Существует два метода, которые вы можете использовать для процесса оптимизации, с помощью которых можно найти оптимальные значения параметров в соответствии с критерием веса или деформации.
Наиболее эффективным методом с наименьшим временем расчета является оптимизация, близкая к естественному рою частиц (PSO). Вы слышали или читали об этом? Эта технология искусственного интеллекта (ИИ) имеет сильное сходство с поведением стаи животных, ищущих место для отдыха. В таких роях можно найти много особей (ср. решение по оптимизации - например, вес), которые хотят оставаться в группе и следить за ее движением. Давайте' предположим, что каждому отдельному члену роя требуется оптимальное место для отдыха (сравните лучшее решение - например, наименьший вес). Эта необходимость возрастает по мере приближения к месту отдыха. Таким образом, на поведение роя также влияют свойства пространства (см. диаграмму результатов).
Почему экскурс в биологию? Все очень просто - процесс PSO в программе RFEM или RSTAB выполняется аналогичным образом. Прогон расчета начинается с результата оптимизации случайного назначения оптимизируемых параметров. Он повторно определяет новые результаты оптимизации с различными значениями параметров, основанные на опыте ранее выполненных изменений модели. Процесс продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто заданное количество возможных мутаций модели.
В качестве альтернативы этому методу программа предлагает также пакетный метод обработки. В данном методе выполняется попытка проверить все возможные мутации модели путем случайного указания значений параметров оптимизации до тех пор, пока не будет достигнуто заданное количество возможных мутаций модели.
После вычисления изменения модели, оба варианта проверяют соответствующие активированные результаты расчета аддонов. Кроме того, они сохраняют вариант с соответствующим результатом оптимизации и приданием значений параметрам оптимизации, если использование < 1.
Расчетные общие затраты и выбросы можно определить из соответствующих сумм отдельных материалов. Сумма материалов состоит из частичных сумм стержней, поверхностей и тел, основанных на весе, объеме и площади.
У обоих методов оптимизации есть одно общее. В конце процесса они представляют вам список изменений модели из сохранённых данных. Он содержит подробную информацию о контрольном результате оптимизации и соответвтвующем придании значений параметрам оптимизации. Этот список организован в порядке убывания. Вы найдете предполагаемое лучшее решение в первой строке. В этом случае результат оптимизации с приданием ему определнного значения наиболее близок к критерию оптимизации. Все результаты аддонов имеют коэффициент использования <1. Кроме того, после завершения расчёта программа скорректирует придание значений оптимальному решению для параметров оптимизации в списке общих параметров.
В диалогах материалов вы найдете вкладки «Оценка стоимости» и «Оценка выбросов CO2». В них показаны отдельные оценочные суммы приданнвх стержней, поверхностей и тел на единицу веса, объёма и площади. Кроме того, эти вкладки показывают общую стоимость и выбросы всех приданных материалов. Это даёт вам хорошее представление о вашем проекте.
После активации аддона Поиск формы в Общих данных, эффект поиска формы будет присваиваться загружениям с категорией «Предварительное напряжение» вместе с нагрузками поиска формы от стержня, поверхности и тела каталог нагрузок. Это преднапряженное загружение. Таким образом, он превращается в анализ поиска формы для всей модели со всеми заданными в ней элементами стержней, поверхностей и тел. Вы можете выполнить поиск формы соответствующих элементов стержня и мембраны среди общей модели с помощью специальных нагрузок поиска формы и обычных нагрузок. Данные нагрузки поиска формы описывают ожидаемое состояние деформаций или сил после поиска формы в элементах. Постоянные нагрузки описывают внешние нагружения всей системы.
Вы точно знаете, как происходит поиск формы? Сначала процесс поиска формы загружений с категорией «Предварительное напряжение» сдвигает геометрию исходной сетки в оптимально сбалансированное положение с помощью итерационных расчетных циклов. Для этого программа использует метод Обновленная эталонная стратегия (URS) проф. Блетцингера и проф. Рамма. Эта технология характеризуется равновесными формами, которые после расчета почти точно соответствуют первоначально заданным граничным условиям поиска формы (провисание, сила и предварительное напряжение).
В дополнение к простому описанию ожидаемых сил или провисаний в формообразуемых элементах, интегрированный подход URS также позволяет учитывать регулярные силы. В общем процессе это позволяет, например, описывать собственный вес или пневматическое давление с помощью соответствующих нагрузок на элементы.
Все эти опции дают ядру вычисления возможность вычислить антикластические и синкластические формы, которые находятся в равновесии сил для плоской или осесимметричной геометрии. Для того, чтобы можно было реалистично применить оба типа соединений по отдельности или вместе в одной среде, в расчете предлагаются два способа описания векторов сил при поиске формы:
Метод растяжения - описание векторов сил при поиске формы в пространстве для плоской геометрии
Проекционный метод - описание векторов сил при поиске формы на плоскости проекции с фиксацией горизонтального положения для конической геометрии
В результате поиска формы мы получим конструктивную модель с активными силами в «предварительно напряженном нагружении» Данное нагружение показывает в результатах деформации смещение от начального входного положения до геометрии найденной формы. В результатах, основанных на силах или напряжениях (внутренние силы стержня и поверхности, напряжения тела, давление газа и т.д.), программа проясняет состояние для сохранения найденной формы. Для анализа геометрии формы программа предлагает вам двухмерный график контурных линий с выводом абсолютной высоты и график наклона для визуализации ситуации уклона.
Теперь мы выполним дальнейший расчет и расчёт конструкций всей модели. Для этого программа переводит геометрию найденной формы, включая поэлементные деформации, в универсально применимое исходное состояние. Теперь вы можете использовать его в загружениях и сочетаниях нагрузок.
По сравнению с дополнительными модулями RF-STABILITY (RFEM 5) и RSBUCK (RSTAB 8) в аддон Устойчивость конструкции для RFEM 6 / RSTAB 9 добавлены следующие новые функции:
Активация как свойство загружения или сочетания нагрузок
Автоматическая активация расчёта на устойчивость с помощью мастеров комбинаторики для нескольких ситуаций нагрузок за один шаг
Постепенное увеличение нагрузки с пользовательскими критериями завершения
Изменение нормализации собственных форм без пересчёта
По сравнению с дополнительным модулем RF-FORM-FINDING (RFEM 5) в аддон Поиск формы для RFEM 6 были добавлены следующие новые функции:
Задание всех граничных условий нагрузок для поиска формы в одном загружении
Сохранение результатов поиска формы в качестве исходного состояния для дальнейшего анализа модели
Автоматическое придание начального состояния для поиска формы с помощью мастеров комбинаторики ко всем ситуациям нагрузок в расчётной ситуации
Дополнительные геометрические граничные условия поиска формы для стержней (длина без нагрузки, максимальный вертикальный прогиб, вертикальный прогиб в нижней точке)
Дополнительные граничные условия определяющей форму нагрузки для стержней (максимальная сила в стержне, минимальная сила в стержне, горизонтальная составляющая растяжения, растяжение на конце i, растяжение на конце j, минимальное растяжение на конце i, минимальное растяжение на конце j)
Тип материала «Ткань» и «Пленка» в базе данных материалов
Параллельные поиски формы в одной модели
Моделирование последовательных состояний поиска формы в увязке с аддоном Расчёт стадий строительства (CSA)
По сравнению с дополнительным модулем RF-/STEEL Warping Torsion (RFEM 5/RSTAB 8) в аддоне Torsional Warping (7 DOF) для RFEM 6/RSTAB 9 были добавлены следующие новые функции:
Полная интеграция в среду RFEM 6 и RSTAB 9
7-я степень свободы учитывается непосредственно при расчёте стержней в RFEM/RSTAB на всей системе
Больше нет необходимости задавать условия опирания или жесткость пружины для расчёта в упрощённой эквивалентной системе
Возможна комбинация с другими аддонами, например, для расчёта критических нагрузок потери устойчивости при кручении и потери устойчивости плоской формы изгиба с аддоном для расчетом на устойчивость
Отсутствие ограничений для тонкостенных стальных профилей (например, можно вычислить идеальный опрокидывающий момент для деревянных балок с массивными сечениями)