узловые опоры

Опоры используются для передачи нагрузок, действующих на конструкцию, в фундамент. Без опор все узлы были бы свободны и могли бы свободно перемещаться или вращаться. Если вы хотите задействовать узел в качестве опоры, то хотя бы одна из его степеней свободы должна быть заблокирована или ограничена пружиной. Кроме того, узел должен быть частью поверхности или стержня.

Навязанные деформации узла возможны только для узлов, имеющих соответствующую опору.

Если вы хотите назначить нелинейные свойства узловой опоре, вы можете определить критерии разрушения для диаграмм растягивающих или сжимающих сил, разрывов и текучести или напряжений-деформаций и жесткости.

Значок галочки на определяемой пользователем узловой опоре указывает на ограниченные степени свободы. Предопределены следующие типы опор:

• Шарнир
• Заделка
• Подвижной
• Подвижная вдоль X'
• Подвижная вдоль Y'

Основное

Вкладка Main управляет основными параметрами поддержки.

Система координат

Каждая узловая опора имеет местную систему координат. По умолчанию он ориентирован параллельно глобальным осям X, Y и Z. Если вы создали пользовательскую систему координат или задали ее с помощью кнопки , вы также можете использовать эту систему отсчета.

условия опирания

Условия опоры делятся на 'поступательные' и 'вращательные' степени свободы. Поступательные степени описывают опоры в направлении осей опор; градусы вращения описывают ограничения вокруг этих осей.

Чтобы определить опору или ограничение, установите флажок для соответствующей оси. Галочка указывает на то, что степень свободы заблокирована, и перемещение или вращение узла в соответствующем направлении или вокруг него невозможно.

Если опора или ограничение недоступны, снимите соответствующий флажок. Затем постоянная поступательной или поворотной пружины устанавливается на ноль. Вы можете настроить 'константу пружины' в любое время, чтобы смоделировать упругую опору узла. Введите жесткость пружины в качестве расчетных значений.

В столбце 'Нелинейность' вы можете контролировать передачу внутренних сил и моментов для каждого компонента. В зависимости от степени свободы для выбора доступны соответствующие записи в списке нелинейностей.

Нелинейные эффективные опоры отображаются на графике другим цветом.

Выход из работы, если опорная реакция/момент является отрицательным или положительным

Это позволяет легко контролировать, может ли опора поглощать только положительные или отрицательные силы или моменты: Если сила или момент действуют в запрещенном направлении, этот конкретный компонент опоры выходит из строя. Остальные ограничения и заделки останутся и далее в силе.

' Отрицательные 'или' положительные ' направления относятся к силам или моментам, которые приложены к узловой опоре по отношению к соответствующим осям (они действуют , но не . относятся к силам реакции со стороны опоры). Знаки обусловлены направлением глобальных осей: Если, например, глобальная ось Z направлена вниз, то в результате нагружения «собственный вес» возникает положительная опорная сила P_Z.

Выход всех из работы, если опорная реакция/момент является отрицательным или положительным

В отличие от вышеупомянутого отказа одного компонента, опора полностью выходит из строя, когда компонент выходит из строя.

Когда вы выбираете другую нелинейность, вы можете определить параметры в partial-activity Partial Activity , diagram Diagram или friction Friction вкладки.

Опции

Используйте флажки в этом разделе диалога, чтобы определить дополнительные свойства узловой опоры. В зависимости от выбора вкладки specificDirectionTab Specific Direction или fictitiousColumnTab Stiffness дополняются фиктивным столбцом .

Конкретное направление

Вкладка Определенное направление позволяет поворачивать опору. Таким образом, вам не нужно создавать пользовательскую систему координат.

Тип направления

Есть несколько вариантов выравнивания опоры: Вы можете повернуть опору вокруг осей опоры X ', Y ' и Z ', направить ее к одному или двум узлам или расположить параллельно стержню или линии. Вы можете выбрать объекты графически с помощью кнопки .

Жесткость через фиктивную колонну

Вкладка Жесткость через фиктивную колонну особенно рекомендуется для точечных опор 2D-конструкций. Здесь вы можете определить постоянные опорной пружины из параметров колонны, которая не представлена в модели. Более того, поскольку точечная опора описывает условия в области заголовка столбца только в рудиментарной форме, доступны специальные макроэлементы столбца. RFEM определяет жесткость опоры на основе граничных условий. Это позволяет проводить реалистичное моделирование без эффектов сингулярности, которые могут возникнуть при фиксированной опоре в одном узле КЭ.

параметры

В качестве 'модели опоры' можно выбрать три подхода. Они обозначены символами в графике диалога.

• В модели 'Упругие основания' поверхность с упругой опорой отсоединяется в пределах размеров колонны. Коэффициенты фундамента рассчитываются на основе геометрии ' колонны и данных о материалах.
• В модели 'Упругая узловая опора' поверхность отделяется и поддерживается точечно. Опора обеспечивается поступательными и вращательными пружинами, которые зависят от геометрии и данных о материале колонны. Чтобы учесть более высокую жесткость на изгиб в зоне колонны, поверхность изнутри удваивается.
• Узловая опора 'с адаптированной сеткой КЭ' соответствует упругой узловой опоре, но к точечным опорам не применяются пружины.

Введите данные для столбца, необходимые для определения жесткости пружины. Геометрия 'заголовка столбца' может быть описана как прямоугольная или круглая, при необходимости путем поворота столбца.

' Высота колонны ' влияет на постоянные поступательной и вращательной пружин.

Сечение и материал колонны

Чтобы определить жесткость пружины, необходимо знать поперечное сечение и свойства материала колонны. Если столбец не является 'таким же, как заголовок столбца' (ни прямоугольным, ни круглым), вы можете выбрать соответствующее сечение столбца в списке или определить новое.

Выберите из списка ' Материал колонны '. Используйте кнопки и , чтобы создать новый материал.

Условия колонны

Тип опоры в головке колонны и в основании колонны учитывается при определении поступательной и вращательной пружины. В списке доступны для выбора следующие параметры:

• Шарнир
• Частичная заделка
• Заделка

Когда выбран параметр ' Полужесткий ', вы можете указать степень ограничения в основании колонны в процентах.

При определении жесткости по умолчанию учитывается 'жесткость на сдвиг' колонны.

Опорные пружины от трения колонны

В этом разделе перечислены постоянные опорных пружин, которые зависят от геометрии и свойств материала колонны. Значения переносятся на вкладку ' Main '.

Частичная работа

Частичная активность компонента поддержки доступна как нелинейное свойство опоры (см. Изображение image022466 Select Support Nonlinearity ).

Определите эффект поддержки для 'отрицательной зоны ', а также для' положительной зоны '. Правила знаков объясняются в параграфе failure Failure . Список 'Тип' предлагает различные критерии эффективности поддержки.

• Завершено: Компонент опоры полностью эффективен.
• Исправлено смещение/поворот опоры: Жесткость поступательной или поворотной пружины действует только до определенного смещения или поворота. Если предел превышен, срабатывает фиксированная опора или ограничение.
• Отрыв от опорной силы/опорного момента: Опора действует только до определенной силы или момента. Если лимит превышен, поддержка не работает.
• Податливость от опорной силы/опорного момента: Опора действует только до определенной силы или момента. Если оно превышено, напряжения все равно увеличиваются, но не напряжения.
• Отказ: Компонент опоры не действует.

Большинство типов опор можно комбинировать с ' проскальзыванием ', что означает, что опора вступает в силу только после определенного смещения или поворота.

Диаграмма

Диаграмма компонента опоры доступна как нелинейное свойство опоры (см. Изображение image022466 Select Support Nonlinearity ).

Задайте количество точек определения для рабочей диаграммы, введя соответствующие значения в столбец 'Смещение' или ' Поворот '. Затем в столбце 'Сила' или 'Момент' вы можете присвоить значения абсцисс смещений или поворотов с опорными силами или моментами.

Следующие критерии доступны для выбора для 'начала диаграммы' и ' конца диаграммы ':

• Разрывание: Опора действует только до максимального значения силы или момента. Если лимит превышен, поддержка не работает.
• Текучесть: Опора действует только до максимального значения силы или момента. Если оно превышено, напряжения все равно увеличиваются, но не напряжения.
• Непрерывный: За пределами диапазона определения применяется жесткость пружины последней ступени.
• Стоп: Допустимая деформация ограничивается максимальным значением смещения или поворота. Если предел превышен, срабатывает фиксированная опора или ограничение.

диаграмма жесткости

Диаграмма жесткости компонента опоры доступна как нелинейное свойство поворотной опоры.

Сначала определите компонент опорной силы, от которого зависит жесткость пружины, в списке 'Жесткость в зависимости от' (внизу вкладки). В | P | представляет собой результирующую опорную силу.

Затем укажите количество точек определения рабочей диаграммы с соответствующими значениями характеристик в столбце ' Force '. Затем вы можете назначить соответствующие константы пружины в столбце ' Spring '.

Следующие критерии доступны для выбора для 'начала диаграммы' и ' конца диаграммы ':

• Разрывание: Подшипник действует только до максимального значения усилия. Если лимит превышен, поддержка не работает.
• Текучесть: Подшипник действует только до максимального значения усилия. Если оно превышено, напряжения все равно увеличиваются, но не напряжения.
• Непрерывный: За пределами диапазона определения применяется жесткость пружины последней ступени.

Трение

Список 'Нелинейности' предлагает четыре варианта определения трения опорной поддержки в зависимости от другого компонента поддержки (см. Изображение image022466 Выбор опорной нелинейности ).

Переданные опорные силы связаны с сжимающими силами, действующими в другом направлении. В зависимости от выбора на вкладке 'Main' трение зависит только от одной опорной силы или от общей силы двух одновременно действующих опорных сил. Между опорной силой и силой трения существует следующая взаимосвязь:

FAQ 003537 описывает, как можно учесть трение на узловой опоре.

Следующая модель колонны показывает опору, в которой горизонтальные силы передаются за счет трения. Однако горизонтальные силы не могут превышать 10% вертикальных сил. В LC 1 это условие выполняется. В LC 2 модель становится нестабильной из-за слишком большой горизонтальной нагрузки.