Линейные шарниры

Если поверхности соприкасаются по линии, они связаны жестко. Линейный шарнир позволяет контролировать определенные степени свободы для ограничения передачи усилий.

Линейный шарнир должен быть назначен как линии, так и поверхности. Вы можете определить номера линий и поверхностей графически.

Основа

Вкладка Основа управляет основными параметрами шарнира.

Условия шарнира

Условия шарнира делятся на три 'Трансляционных' и одну 'Ротационную' степень свободы. Первые определяют смещения в направлении локальных осей, а последняя — вращение вокруг продольной оси линии.

Чтобы определить шарнир, отметьте поле для соответствующей оси. Галочка символизирует, что смещение или вращение линии возможно в соответствующем направлении. Константа пружинной жесткости по смещению или вращению будет установлена в ноль. Вы можете в любой момент изменить 'пружинную константу', чтобы смоделировать эластичный шарнир.

В колонке 'Нелинейность' вы можете целенаправленно управлять передачей усилий для каждой компоненты. В списке нелинейностей доступны соответствующие записи в зависимости от степени свободы.

partial-activity Частичное действие]], Диаграмма, Трение, Связанная диаграмма или График силы-момента.

Опции

Этот раздел предлагает дополнительные параметры настройки.

Соединение перекрытие-стен

С помощью поля выбора можно определить специфические свойства линейного шарнира, чтобы ограничить передачу моментов. Вы можете задать параметры на вкладке Соединение перекрытие-стена.

Вращение шарнира φ_y и φ_z

Если установить флажок, степени свободы φ_y и φ_z будут установлены в ноль. В большинстве случаев это не имеет практического значения, так как влияние незначительно. Однако для специфических моделирований эта опция может быть полезна – например, для круглой крышки, которая находится на резервуаре и предназначена для передачи только вертикальных сил. При крутящем моменте в центре крышки степень свободы φ_z предотвращает свободное вращение. Освободив степень свободы, крышка будет вращаться должным образом.

Частичное действие

Частичное действие компонента шарнира доступно как нелинейное свойство стержневого шарнира (см. изображение Выбор нелинейности шарнира).

Задайте действие шарнира для 'Отрицательной области' и 'Положительной области'. В списке 'Тип' доступны различные критерии для действенности шарнира.

• Полностью: Смещение или вращение возможно полностью через шарнир.
• Жестко при отпускании-смещении/отпускании-вращении: Шарнир действует только до определенного смещения или вращения. При превышении возникает фиксированное соединение или заделка.
• Отказ при отпускании-силе/отпускании-моменте: Шарнир действует только до определенной силы или момента. При превышении шарнир выходит из строя и не передает усилия больше.
• Текучесть при отпускании-силе/отпускании-моменте: Шарнир действует до определенной силы или момента. При превышении удлинения увеличиваются, но усилия больше не передаются.
• Отказ пружины: При наличии шарнира с пружинной жесткостью компонент шарнира становится неэффективным.

Большинство типов шарниров можно комбинировать с 'люфтом', благодаря которому шарнир начинает действовать только после определенного смещения или вращения.

Диаграмма

Диаграмма компонента шарнира доступна как нелинейное свойство шарнира (см. изображение Выбор нелинейности шарнира).

Задайте в колонке 'Смещение' или 'Вращение' количество точек определения рабочего графика с соответствующими значениями. В колонке 'Сила' или 'Момент' вы затем можете назначить значения смещений или вращений с шарнирными силами или моментами.

Для 'Начала диаграммы' и 'Конца диаграммы' доступны следующие критерии:

• Разрыв: Пружина шарнира действует только до максимального значения силы или момента. При превышении полного шарнирного действия больше не передаются усилия.
• Текучесть: Пружина шарнира действует до максимального значения силы или момента. При превышении удлинения увеличиваются, но усилия больше не передаются.
• Непрерывно: За пределами диапазона определения применяется последняя константа жесткости пружины.
• Ограничение: Допустимое деформирование ограничивается максимальным значением смещения или вращения. При превышении действия шарнира отменяются и фиксированное соединение или заделка вступают в силу.

Трение

В списке 'Нелинейность' доступны четыре варианта, чтобы определить трение трансляционного шарнира в зависимости от другой компоненты шарнира (см. изображение Выбор нелинейности шарнира).

Передаваемые шарнирные силы соотносятся с нормальными или поперечными силами, которые действуют в другом направлении. В зависимости от выбора на вкладке 'Основные' трение зависит от одного или двух усилий. Применяется следующее соотношение между силой трения шарнира и нормальной или поперечной силой:

Связанная диаграмма

Опция Связанная диаграмма - постоянное снятие позволяет учитывать критерий отказа для одной степени свободы также для других направлений: Если определенное усилие не может быть передано, то и все остальные степени свободы снимаются, и поверхности полностью рассоединяются.

График силы-момента

Для шарнира φ_x с нелинейными свойствами вы можете определить График силы/момента с помощью диаграммы.

Определите точки диаграммы со значениями 'Сила' и соответствующими 'Максимальным моментом' и 'Минимальным моментом'. Моменты поверхности m_x могут быть связаны с нормальными силами n или поперечными силами v_y или v_z. Задайте это через список внизу раздела.

Для 'Начала диаграммы' и 'Конца диаграммы' доступны следующие критерии:

• Разрыв: Жесткость шарнира действует только до начального или конечного значения силы. За пределами диапазона определения моменты не передаются.
• Текучесть: При превышении начального или конечного значения силы увеличиваются силы, но не моменты.
• Непрерывно: За пределами диапазона определения применяется последний шаг в жесткости шарнира.

Соединение перекрытие-стена

В соединениях перекрытие-стен в кирпичной кладке моменты передаются только в зависимости от нормальных сил. На вкладке Соединение перекрытие-стен вы можете ограничить максимальные и минимальные моменты с помощью диаграммы сил/моментов, которая генерируется RFEM из параметров геометрии.

Параметры

Укажите 'Смещение' и – если имеется – 'Ширину кирпича', значения которых нужны для определения жесткости шарнирной связи. Параметры иллюстрируются в графике диалога.

Генерированные линейные шарниры

Чтобы сгенерировать линейные шарниры, необходимо присвоить поверхность перекрытия и линию соединения стены (см. изображение Назначение линейного шарнира). Затем нажмите кнопку в конце раздела. В случае этажной стены RFEM сгенерирует один линейный шарнир, для двух этажей — два шарнира.

Сгенерированные линейные шарниры создаются как новые типы, которые невозможно изменить. Таким образом, для покрытия с одной этажной стеной сверху и снизу существуют три линейных шарнира:

• Оригинальный линейный шарнир перекрытия с параметрами определения для шарниров стен (1)
• Сгенерированный линейный шарнир для соединения с нижней стеной (2)
• Сгенерированный линейный шарнир для соединения с верхней стеной (3)

Вы можете проверить параметры сгенерированного линейного шарнира следующим образом: выберите этот тип в списке и активируйте вкладку График силы-момента (см. изображение Определение графика силы/момента).