Сечения

Требуется поперечное сечение для описания характеристик стержня: характеристики поперечного сечения и связанные с ними свойства материала влияют на жесткость стержня.

Не каждое определенное поперечное сечение должно использоваться в модели. Таким образом, вы можете быстро моделировать варианты, не удаляя поперечные сечения. Однако номера поперечных сечений изменить нельзя.

Имя

Вы можете задать любое имя для поперечного сечения и указать значения поперечного сечения. Если обозначение совпадает с записью в библиотеке, RFEM считывает сохраненные характеристики. Чтобы выбрать поперечное сечение в библиотеке, нажмите кнопку в конце строки ввода. Перенос поперечных сечений описан в главе Библиотека поперечных сечений.

В поперечных сечениях из библиотеки характеристики поперечного сечения жестко заданы и не подлежат изменению. Исключение составляют срезные площади и размеры для неравномерных температурных нагрузок.

При пользовательском названии поперечного сечения все значения поперечного сечения должны быть заданы вручную. Тогда вы можете использовать поперечное сечение для определения внутренних сил. Однако расчет этого поперечного сечения невозможен, так как точки напряжения не могут быть определены.

Основы

Вкладка Основы управляет фундаментальными параметрами поперечного сечения.

Материал

Каждому поперечному сечению должен быть присвоен материал. Вы можете выбрать его в списке уже определенных материалов. Кнопки рядом с полем ввода позволяют выбрать материал из библиотеки или заново его определить (см. главу Материалы).

Категории

Тип поперечного сечения

Для поперечных сечений из библиотеки 'Тип поперечного сечения' предустановлен в соответствии с обычно используемыми классификациями (см. главу Библиотека поперечных сечений). Пользовательские поперечные сечения присваиваются типу 'Базовый'.

Способ изготовления

Для библиотечных поперечных сечений отображается способ изготовления профиль. Он управляет некоторыми расчетными допущениями, например, линиями изгиба холодноформованных полых профилей.

Опции

Отключить срезную жесткость

Учет срезной жесткости приводит к увеличению деформации вследствие поперечных сил. Срезная деформация играет второстепенную роль в вальцованных и сварных профилях. Однако для массивных поперечных сечений и деревянных профилей рекомендуется учитывать срезные жесткости для расчета деформаций.

Отключить крутильную жесткость

Поле для учета крутильной жесткости доступно, если в базовых данных активировано дополнение анализа 'Крутильная жесткость'. В этом случае вы можете управлять тем, будет ли учитываться крутильная жесткость поперечного сечения при расчете с семью степенями свободы.

Вращение поперечного сечения

Вращение поперечного сечения описывает угол, на который оно вращается. Вы можете задать угол вращения α' во вкладке Вращение поперечного сечения.

Для несоосных поперечных сечений эта вкладка также предоставляет возможности для 'Зеркального' отображения профиля. Таким образом, вы можете, например, привести L-профиль в правильное положение.

Если вы импортируете поперечное сечение из библиотеки или RSECTION, вам не нужно заботиться об угле вращения поперечного сечения α'. RFEM считывает угол автоматически. Однако для пользовательских профилей вам необходимо определить главный осевой угол самостоятельно и затем настроить расположение через вращение поперечного сечения.

Гибрид

Опция 'Гибрид' доступна для поперечных сечений типа 'Параметрический - Толстостенный II', а также для RSECTION-профилей, которые состоят из нескольких материалов. На вкладке Гибрид вы можете, например, присвоить компоненты составных деревянных поперечных сечений материалам.

Укажите 'Референсный материал' — один из материалов-компонентов, с помощью которого будут рассчитаны идеальные характеристики поперечного сечения составного профиля. Жесткостные доли компонентов определяются с учетом соответствующих свойств материалов относительно референсного материала. Однако выбор самого референтного материала не оказывает влияния на жесткость всего поперечного сечения.

Тонкостенная модель

С помощью контрольного поля 'Тонкостенная модель' вы можете управлять, согласно какой теории определяются характеристики поперечного сечения для поперечных сечений типа 'Нормированный - Сталь' и 'Параметрический - Тонкостенный'. В случае толстостенного поперечного сечения, например, срезные площади и момент инерции для кручения определяются другим способом, так как аналитическое решение применимо только для тонкостенных поперечных сечений.

Американская система обозначения характеристик поперечного сечения

Символы характеристик поперечного сечения различаются в соответствии с европейскими и американскими обычаями. В контрольном поле вы можете указать, обозначать ли, например, статические моменты как S или Q.

Оценка стоимости

Оценка стоимости обычно выполняется с учетом стоимости материала, который присваивается стержням поперечного сечения (см. главу Материалы). Если для поперечного сечения должны применяться специальные параметры, вы можете отдельно установить стоимость и единицы измерения на вкладке Оценка стоимости.

Оценка выбросов CO₂

Также оценка выбросов CO₂ обычно основывается на материале поперечного сечения. Однако вы можете задать единичные выбросы и единицы измерения на вкладке Оценка выбросов CO₂ специально для каждого поперечного сечения.

Устранение сингулярностей в напряжениях

Гладкое распределение напряжений, в первую очередь, используется для устранения сингулярностей в местах соединения составных деревянных поперечных сечений. В этих местах срезные напряжения часто приводят к пиковым значениям напряжений, которые неблагоприятно влияют на расчет. С помощью этой функции обеспечивается лучшее распределение напряжений.

Характеристики поперечного сечения

В этом разделе указаны основные характеристики поперечного сечения. Другие характеристики приведены на вкладке Значения сечения.

Площади поперечного сечения

Площади поперечного сечения разделены на общую площадь 'Ось A,' и площади для 'Среза A_y' и 'Среза A_z'. Площадь среза A_y связана с моментом инерции I_z, а площадь среза A_{z> с Iy. В следующей статье вы найдете информацию о вычислении срезных площадей:}

• KB 000966 | Типы плоскостей сдвига и их значение

Срезные площади влияют на срезную деформацию, которая должна учитываться в первую очередь для коротких, массивных стержней. Если вы изменяете срезные площади, следует избегать экстремально малых значений: срезные площади находятся в знаменателе уравнений, что может вызвать численные проблемы. ==== Моменты инерции ==== Моменты инерции определяют жесткость поперечного сечения относительно воздействия моментов: Момент инерции для кручения I_T описывает жесткость против вращения вокруг продольной оси, а площади моментов 2 порядка I_y и I_z - жесткости против изгиба относительно локальных осей y и z. Ось y считается "сильной" осью. Момент площадей второго порядка I_ω описывает сопротивление против изгиба.

Для асимметричных профилей моменты инерции указываются относительно главных осей u и v поперечного сечения. Локальные оси поперечного сечения показаны на графике поперечного сечения.

Вы можете корректировать площади сечения и моменты инерции с помощью коэффициентов, которые вы определяете как специфическую для сечения 'Структурную модификацию' (см. главу Структурные модификации).

Угол наклона главных осей

Угол наклона главных осей описывает положение главных осей относительно стандартной системы главных осей симметричных поперечных сечений. Для асимметричных профилей это угол α между осью y и осью u (положительный по часовой стрелке). Главные оси для симметричных профилей называются y и z, a для асимметричных профилей - u и v (см. изображение Значения сечения и оси).

Угол наклона главных осей определяется по следующему уравнению:

Угол наклона главных осей для библиотечных профилей нельзя изменить. Вы можете повернуть поперечное сечение на пользовательский угол: для этого активируйте контрольное поле 'Вращение поперечного сечения' в разделе 'Опции' (см. раздел Вращение поперечного сечения).

Размеры (для неравномерных температурных нагрузок)

Размеры поперечного сечения в частях ширины b и высоты h необходимы для расчета температурных нагрузок.

RSECTION

Если есть поперечное сечение, созданное с помощью программы RSECTION, вы можете открыть программу поперечного сечения, нажав кнопку , чтобы изменить поперечное сечение.

Значения сечения

На вкладке Значения сечения перечислены подробные характеристики поперечного сечения.

Характеристики параметрических профилей определяются с помощью RSECTION.

Статистика

Вкладка Статистика предоставляет обзор стержней в модели, которые используют поперечное сечение. 'Общий вес' может быть использован, например, для списка стали или оценки стоимости.

Точки

Геометрия поперечного сечения определена через точки. Они также являются основой для Линии.

Координаты точек определения указаны в таблице. Если вы выберете строку, эта точка будет выделена красным в графике поперечного сечения. Для тонкостенных поперечных сечений точки определения обозначены на средних линиях символом +. Сгенерированные контрольные точки для дуг обозначены замком с символом +. Точки на границах поперечного сечения определяются толщинами элементов.

Для дуг в разделе 'Параметры' можно также увидеть параметры дуги наряду с точка

Линии

Точки [[#sectionPointsTab] поперечного сечения соединены линиями, так что геометрия поперечного сечения определяется его контуром. Линии также служат основой для Части.

Точки определения линий, а также типы и длины линий указаны в таблице. Если вы выберете строку, эта линия будет выделена красным в графике поперечного сечения.

Части

На основе контурных линий поперечного сечения создается один или несколько частей.

Для каждой части поперечного сечения указаны линии определения, материал, площадь поперечного сечения и удельная масса на длину.

Точки напряжений

Точки напряжений необходимы для определения напряжений в поперечном сечении. Все библиотечные поперечные сечения снабжены точками напряжений в местах профиля, важных для расчета.

Вкладка Точки напряжений состоит из до четырех подзакладок. Там вы можете увидеть координаты точек напряжения, статические моменты и координаты кренового изгиба с соответствующими толщинами (для тонкостенных поперечных сечений), а также единичные напряжения, рассчитанные по теории тонкостенных элементов 'TWA' (для тонкостенных поперечных сечений) и методом конечных элементов 'FEM'.

Вы можете проверить ходы напряжений и распределения напряжений в графике поперечного сечения: нажмите в столбце значения или выберите тип из списка под графиком.

Сеть конечно-элементная

Последняя вкладка управляет настройками для сети конечно-элементной, на которой базируются значения поперечного сечения и единичные напряжения.

Два поля ввода предоставляют возможность повлиять на дискретизацию. С помощью коэффициента меньше 1 создается более мелкая сеть, с коэффициентом больше 1 - более грубая сеть. Обычно здесь не требуется никаких изменений.

Оценка стоимости

Вкладка Оценка стоимости отображается, если во вкладке 'Основы' активирована опция Оценка стоимости.

Если для материала поперечного сечения уже заданы параметры для оценки стоимости, то контролируемое поле 'Взять из материала' по умолчанию активировано. Это означает, что учитываются только однообразные настройки стоимости, и избежать дублирования. Если вы хотите отдельно задать стоимость и единицы для стержней с определенным поперечным сечением, снимите галочку с контрольного поля.

Поставьте галочку, какая характеристика поперечного сечения будет использоваться для оценки стоимости: вес, объем, площадь или длина. Введите в столбце 'Цена за единицу' значение, которое будет стоить единица параметра. В списке столбца 'Единица' можно выбрать различные возможности единичных цен.

Значения для веса, объема, площади и длины, указанные в столбце 'Количество', определяются свойствами стержней, которым присвоено поперечное сечение.

'Стоимость' показывает цену для всех использованных стержней поперечного сечения. Они также представляют собой 'Общую стоимость'. Если для оценки стоимости активировано несколько поперечных сечений, то в общей стоимости можно также увидеть вклад этого поперечного сечения в [%] от общего количества.

Оценка выбросов CO₂

Вкладка Оценка выбросов CO₂ отображается, если во вкладке 'Основы' активирована опция Оценка выбросов CO₂.

Если для материала поперечного сечения уже заданы параметры для оценки выбросов CO₂, то контролируемое поле "Взять из материала" по умолчанию активировано. Это означает, что учитываются только однообразные настройки эмиссий, и избежать дублирования. Если вы хотите отдельно задать единичные выбросы и единицы для стержней с определенным поперечным сечением, снимите галочку с контрольного поля.

Поставьте галочку, какая характеристика поперечного сечения будет использоваться для оценки выбросов CO₂: вес, объем, площадь или длина. Введите в столбце 'Единичные выбросы' значение, которое будет вызывать единица параметра для выбросов CO₂. В списке столбца 'Единица' можно выбрать различные единицы для эквивалентов CO₂.

Значения для веса, объема, площади и длины, указанные в столбце 'Количество', определяются свойствами стержней, которым присвоено поперечное сечение. 'Выброс' рассчитывается на основе этих значений и единичных выбросов.

'Общий выброс' дает эквиваленты CO₂, которые вызывают все стержни поперечного сечения. Кроме того, указывается доля выбросов в [%], которую это поперечное сечение имеет от общих выбросов. 'Общая эмиссия' получается добавлением общих эмиссий каждого поперечного сечения.