Опора поверхности
Опора поверхности описывает закрепление всех 2D-элементов поверхности. Перемещения этих элементов могут быть предотвращены или ограничены с помощью упругих элементов.
Основные параметры
Вкладка Основные параметры управляет основными параметрами опор.
Условия опоры
Условия опоры разделены на степени свободы 'Трансляционная' и 'Сдвиг'. Чтобы определить опору, отметьте флажок для соответствующей оси. Установленный флажок символизирует, что степень свободы заблокирована и перемещение элемента в направлении этой оси поверхности невозможно.
Если опора или сдвиг отсутствуют, снимите флажок для соответствующего элемента управления. Константа упругости будет установлена в ноль. Вы можете в любой момент отрегулировать 'Постоянную упругости', чтобы смоделировать эластичное закрепление поверхности. Введите жёсткости пружин как значения для проектирования.
Параметры Cu,x и Cu,y представляют упругие элементы, сопротивляющиеся перемещениям в направлениях x и y поверхности. В случае фундаментной плиты это позволяет определить (независимо от нагрузки) сопротивление в горизонтальных направлениях.
Символы опор всегда отображаются под горизонтальной или наклонной поверхностью (т.е. на стороне в направлении действия силы тяжести). В случае вертикальной поверхности ориентиром является ось z поверхности. В случае отказа это работает независимо от графического отображения, здесь решает критерий напряжения, который зависит от ориентации локальной оси z.
Для направления 'uz' существует возможность предварительно задать Нелинейность (см. изображение Новая опора поверхности). Критерий 'Отказ при отрицательном или положительном контактном напряжении σz' управляет тем, может ли опора воспринимать только положительные или отрицательные напряжения. Дополнительные параметры нелинейности можно задать во вкладке uz - отказ, если контактное напряжение σz негативно или позитивно.
Проверьте ориентацию локальных осей z, если вы собираетесь использовать критерий отказа. Вы можете включить и отключить оси поверхности через контекстное меню поверхности.
Условия опоры для 'Сдвиг' vxz и vyz управляют тем, как учитывается способность опоры поддерживать сдвиг в направлениях осей x и y поверхности. Константа Паскернака Cv в большинстве случаев лежит в диапазоне между 0,1 ⋅ Cu,z (малое сдвиговое сопряжение) и 0,5 ⋅ Cu,z (среднее сдвиговое сопряжение). Обычно: Cv,xz = Cv,yz.
При неподвижной опоре в uz, соответствующие составляющие сдвига в матрице жесткости автоматически активируются.
Следующая таблица Kolar [1] предлагает ориентировочные значения для коэффициентов упругости грунта.
| Состояние грунта | Cu,z [кН/м3] | Cv [кН] | Cv [кН] | Cv [кН] |
|---|---|---|---|---|
| минимально | среднее | большое | ||
| очень мягкий | 1 000 | 0 | 500 | 1 000 |
| средней плотности | 10 000 | 0 | 5 000 | 10 000 |
| плотный | 100 000 | 0 | 50 000 | 100 000 |
uz - отказ, если контактное напряжение σz негативное или позитивное
uz - отказ как нелинейная характеристика опоры поверхности (см. изображение Новая опора поверхности) может быть подробнее описан в этой вкладке.
Список предлагает следующие варианты:
- Основное одностороннее действие: опора выходит из строя при отрицательных или положительных контактных напряжениях.
- Пластичность при контактном напряжении: опора выходит из строя при отрицательных или положительных контактных напряжениях и эффективна в другом диапазоне только до определенного напряжения. При превышении этого значения увеличиваются деформации, но не напряжения.
- Трение в плоскости xy: опора выходит из строя при отрицательных или положительных контактных напряжениях. Сдвиговые усилия воспринимаются за счет трения и зависят от существующих контактных сил. Используется зависимость: τ = μz ⋅ σ. Опора в направлениях x и y принимается полностью только тогда, когда достигнуто контактное напряжение τ, что означает, что одновременно должна быть определена жесткая или эластичная опора в горизонтальных направлениях x и y. Без этой опоры в плоскости трение не будет эффективно.