Чтобы описать свойства стержня, требуется поперечное сечение: характеристики поперечного сечения и сопоставленные материальные свойства 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 поперечные сечения не могут быть перенумерованы.
Название
Вы можете задать любое имя для поперечного сечения и указать его характеристики. Если обозначение соответствует записи в библиотеке, RFEM считывает сохраненные характеристики. Чтобы выбрать поперечное сечение из библиотеки, нажмите кнопку
в конце строки ввода. Процесс переноса поперечных сечений описан в главе Библиотека поперечных сечений.
Для поперечных сечений из библиотеки характеристики поперечного сечения строго заданы и не подлежат изменению. Исключение составляют площади сдвига и размеры для неравномерных температурных нагрузок.
При пользовательском названии поперечного сечения все характеристики поперечного сечения должны быть заданы вручную. Вы можете затем использовать поперечное сечение для определения усилий, однако расчет для этого поперечного сечения невозможен, так как не могут быть определены точки напряжений.
Основное
Вкладка Основное управляет фундаментальными параметрами поперечного сечения.
Материал
Каждое поперечное сечение должно быть связано с материалом. Вы можете выбрать его в списке уже определенных материалов. Кнопки рядом с полем ввода позволяют выбрать материал из библиотеки или определить его заново (см. главу Материалы).
Категории
Тип поперечного сечения
Для поперечных сечений из библиотеки 'Тип поперечного сечения' устанавливается по умолчанию в соответствии с обычными классификациями (см. главу Библиотека поперечных сечений). Пользовательские поперечные сечения относятся к типу 'Основное'.
Способ изготовления
Для библиотечных поперечных сечений отображается способ изготовления профиля. Он управляет определенными требованиями к расчету, например, линиями потери устойчивости для холодногнутых полых профилей.
Опции
Отключить жесткость на сдвиг
Учет жесткости на сдвиг приводит к увеличению деформации из-за поперечных сил. Сдвиговые деформации играют второстепенную роль в прокатных и сварных профилях. Однако для массивных поперечных сечений и деревянных профилей рекомендуется учитывать жесткости на сдвиг при расчете деформаций.
Отключить жесткость на смятие
Контрольное поле для учета жесткости на смятие доступно, если в основных параметрах активировано дополнение к анализу Крутильная жесткость на смятие. В этом случае вы можете контролировать, будет ли учитываться жесткость на смятие поперечного сечения при расчете с семью степенями свободы.
Поворот поперечного сечения
Поворот поперечного сечения описывает угол, на который поперечное сечение вращается. Вы можете задать угол поворота α' на вкладке Поворот поперечного сечения.
Для нессиметричных поперечных сечений эта вкладка также предоставляет возможности для 'Зеркального отображения' профиля. Например, вы можете разместить L-профиль в правильное положение.
Если вы импортируете поперечное сечение из библиотеки или RSECTION, вам не нужно беспокоиться о угле поворота поперечного сечения α'. RFEM автоматически считывает угол. Однако для пользовательских профилей вы должны самостоятельно определить угол главной оси и затем отобразить расположение через поворот поперечного сечения.
Гибрид
Опция 'Гибрид' доступна для поперечных сечений типа 'Параметрический - Толстостенный II', а также для RSECTION-профилей, состоящих из нескольких материалов. На вкладке Гибрид вы можете, например, назначить материальные свойства компонентам составных деревянных поперечников.
Задайте 'Референц-материал' – один из компонентных материалов, с помощью которого будут определены идеальные характеристики поперечного сечения составного профиля. Доли жесткости компонентов определяются с учетом соответствующих свойств материала к референц-материалу. Сам выбор референц-материала не влияет на жесткость полного поперечного сечения.
Тонкостенная модель
С помощью контрольного поля 'Тонкостенная модель' вы можете управлять, согласно какой теории будут определяться характеристики поперечного сечения для поперечных сечений типов 'Стандартизированный - Сталь' и 'Параметрический - Тонкостенный'. Например, для толстостенного поперечника площади сдвига и момент инерции при кручении определяются другим методом, поскольку аналитическое решение применимо только для тонкостенных сечений.
Американское обозначение для характеристик поперечного сечения
Символы характеристик поперечного сечения различаются в зависимости от европейских и американских конвенций. С помощью контрольного поля вы можете управлять, например, обозначаются ли статические моменты как S или Q.
Сглаживание напряжений для избегания сингулярностей
Сглаживание напряжений в первую очередь подходит для составных деревянных поперечников, чтобы избежать сингулярностей в соединительных областях. Там часто приводят к пиковым напряжениям, которые негативно сказываются на расчете. Эта функция обеспечивает лучшее распределение напряжений.
Характеристики поперечного сечения
В этом разделе указаны основные характеристики поперечного сечения. Дополнительные характеристики можно найти на вкладке Характеристики поперечного сечения.
Площади поперечного сечения
Площади поперечного сечения делятся на общую площадь 'Аксильная A' и площади для 'Сдвиг Ay' и 'Сдвиг Az'. Площадь сдвига Ay связана с моментом инерции Iz, тогда как площадь сдвига Az – соответственно с Iy.
Следующий технический вкладка содержит информацию о вычислении площадей сдвига:
Площади сдвига влияют на деформацию сдвига, которая в основном должна учитываться для коротких массивных стержней. Если вы изменяете площади сдвига, избегайте чрезвычайно малых значений: Площади сдвига находятся в знаменателе уравнений, что может вызвать числовые проблемы.
Моменты инерции площади
Моменты инерции определяют жесткость поперечного сечения по отношению к нагрузке от моментов: Момент инерции при кручении IT описывает жесткость против вращения вокруг продольной оси, площади моментов 2-го порядка Iy и Iz – жесткости против изгиба вокруг местных осей y и z. Ос y считается «сильной» осью. Момент площади искажений 2-го порядка Iw описывает сопротивление искажению.
Для несимметричных профилей моменты инерции указываются относительно главных осей u и v поперечного сечения. Местные оси поперечного сечения показаны на графике поперечного сечения.
Вы можете настроить площади поперечного сечения и моменты инерции с помощью факторов, которые вы определяете как "структурную модификацию" (см. главу Структурные модификации).
Наклон главной оси
Наклон главной оси описывает расположение главных осей относительно стандартной системы главных осей симметричных поперечных сечений. Для несимметричных профилей это угол α между осью y и осью u (положительно по часовой стрелке). Главные оси для симметричных профилей обозначаются как y и z, для несимметричных профилей – как u и v (см. изображение Характеристики и оси поперечного сечения).
Наклон главной оси вычисляется по следующему уравнению:
|
α |
Угол главной оси |
|
Iyz |
Двухосный момент инерции |
|
Iz |
Момент инерции вокруг оси z |
|
Iy |
Момент инерции вокруг оси y |
Наклон главной оси для библиотечных профилей неизменяем. Однако вы можете вращать поперечное сечение на пользовательский угол: Для этого активируйте флажок 'Поворот поперечного сечения' в разделе 'Опции' (см. раздел Поворот поперечного сечения).
Размеры (для неравномерных температурных нагрузок)
Размеры относительно ширины b и высоты h поперечного сечения необходимы для расчета температурных нагрузок.
RSECTION
Если существует поперечное сечение, созданное с помощью RSECTION, вы можете открыть программу поперечного сечения и изменить поперечное сечение, используя кнопку .
Характеристики поперечного сечения
Вкладка Характеристики поперечного сечения содержит подробный список характеристик поперечного сечения.
Характеристики поперечного сечения параметрических профилей определяются с помощью RSECTION.
Статистика
Вкладка Статистика предоставляет обзор стержней в модели, использующих поперечное сечение. Например, 'Общий вес' может быть использован для списка стали или оценки стоимости.
Точки
Геометрия поперечного сечения определяется точками. Они также составляют основу для Линии.
Координаты точек определения перечислены в таблице. Если вы выберете строку, эта точка будет выделена красным цветом на графике поперечного сечения. В тонкостенных поперечных сечениях точки определены на срединных линиях с символом +. Созданные контрольные точки для дуг распознаются по значку замка с символом +. Точки на границах поперечного сечения задаются толщиной элементов.
Для дуг вы можете считывать параметры дуги в разделе 'Параметры' в дополнение к координатам точек.
Линии
Точки поперечного сечения соединяются линиями, так что геометрия поперечного сечения задается его контуром. Линии также служат основой для Части.
Опорные точки линий, а также типы линий и их длины перечислены в таблице. Если вы выберете строку, эта линия будет выделена красным цветом на графике поперечного сечения.
Части
Контурные линии поперечного сечения формируют одну или несколько частей.
Для каждой части поперечного сечения указываются определительные линии, материал, площадь поперечного сечения и удельная масса.
Точки напряжения
Точки напряжения необходимы для определения напряжений в поперечном сечении. Все библиотечные поперечные сечения снабжены точками напряжения в местах, релевантных для расчета.
Вкладка Точки напряжения состоит из до четырех подвкладок. Там вы можете видеть координаты точек напряжения, статические моменты и координаты волокнистости с соответствующими толщинами (для тонкостенных сечений), а также единичные напряжения, рассчитанные с помощью тонкостенной теории TWA (для тонкостенных сечений) и методом конечных элементов FEM.
Вы можете проверить распределение поперечных сечений и напряжений на графике поперечного сечения: Щелкните по значение в столбце или выберите тип в списке под графиком.
Сетка КЭ
Последняя вкладка управляет настройками для сетки конечных элементов, на которой основываются расчетные характеристики поперечного сечения и единичные напряжения.
Два поля ввода предоставляют возможность влияния на дискретизацию. С фактором меньше 1 создается более детализированная сетка, с фактором больше 1 – более грубая. Как правило, здесь не требуется никаких корректировок.