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2024-01-22

【面】可以创建几何平面和曲面类型的构件,面的平面内几何尺寸远远大于其平面外厚度。 【面】的刚度取决于面的【材料】和【厚度】。 在进行计算时,程序会将【面】划分为二维面元。 在面的计算中,它们作用在面的重心轴上。

用户可以使用模型中已有的【线】作为【面】的边界来创建【面】。 用户也可直接创建一个【面】,程序会自动创建相关的【线】。

【基本选项卡】中可以管理【面】的各项基本参数。 激活复选框后,会添加更多可以输入特定信息的选项卡。

刚度类型

【面】的不同“刚度类型”具有不同的力学性能和属性。

在“刚度类型”下拉菜单中提供了各种选项供用户选择。

标准化

【标准】类型的【面】可以传递弯矩和膜力, 具有平面内刚度和平面外刚度,是一种均匀和各向同性 “完全单元”。 面的刚度属性不取决于方向。

无厚度

该类型的面是一种虚拟的面,不具有刚度。 用于建立【实体】时作为实体的边界。

刚性

该类型的面刚度无穷大。使用这种刚度类型,可以对非常坚硬的面进行建模,以便对对象之间的连接进行建模。

膜结构

该面在所有方向上都具有均匀的刚度。 该类型的面仅具有平面内刚度,仅传递膜力。

无薄膜拉力

该面不会出现正的膜应力,不能传递弯矩,这种类型的面抗弯刚度无穷小。 但是对于产生拉力的膜力,会出现相关面单元的失效(例如: 螺栓孔承压)。

导荷

该类型的面是一种虚拟的面,不具有刚度。 用户可以使用该类型的面将面荷载导到面周围的杆件上,例如用于处理作用在幕墙上的风荷载。 导荷虚面将面荷载导到导荷虚面上的所有杆件上。 如果产生了杆件荷载,则荷载将被转换成相对于杆件真实长度的全局方向(荷载方向 XL ,YL ,ZL )。

信息

导荷虚面也可以用于弯曲的几何形状(四边形、NURBS、旋转、管道)。

用户可以在【导荷虚面】选项卡中修改导荷虚面的荷载传递方式。

用户可以在“导荷虚面的方向”下拉菜单中选择方向。 用户可以在该下拉菜单中选择:

当定义类型为“各向同性 | 有限元" 选项时,RFEM 使用单独的子模型来确定荷载分布,其中面由刚性面单元表示。 所有集成到面上的对象(杆件、线和节点支座、线、耦合或者与模型单元连接的节点等)将被刚性线或刚性节点支座代替。 然后,该子模型的反力将在 RFEM 3D 计算中作为荷载应用。 如果某些对象不应该传递任何荷载,您可以在对话框的“消除影响”部分中指定它们。

信息

对于导荷虚面,如果荷载的反力很小, 程序内部的限制为 1%: 如果荷载提供的反力小于相应方向上总反力的 1%,那么该反作用力将被忽略。

当通过“面条带”传递荷载时,您可以定义 RFEM 如何进行“荷载分布”。 默认情况下,荷载可变分布在相邻的对象上。 如果您想要实现荷载的均匀分布,请在列表中选择相应的选项。 下图显示了这两种方法之间的区别。

提示

使用相应面的右键菜单中的荷载来自面的荷载可以图形方式控制荷载的分布。

如果在对话框的'选项'部分中勾选了高级分布设置复选框,则'条带宽度'和'采样系数'的输入选项处于激活状态。 上述调整对于特殊要求的荷载分布非常有效。 用户可以通过勾选“设置面重量”定义导荷虚面的自重。

在“不影响”部分中,用户可以选择不进行导荷的杆件、线和节点(例如支撑)。 进行排除时,用户可以一个一个选择杆件或杆件对应的线,也可以选择剔除所有平行于某条线或某根杆件的杆件。

如果定义了面的边界线,那么在“加载对象”部分中会显示受力的杆件、线和节点。 如果用户想设置特定的荷载分布,请在“基本”选项卡中勾选荷载分布系数复选框。 然后,您可以在荷载分布系数]]选项卡中分别为每个荷载对象定义系数。

提示

这个网络课堂向您展示如何使用荷载传递面将面荷载传递到杆件上,并且只作用在一个方向上。

通过使用面条带传递荷载时,可以“考虑杆件偏心”或“截面分布”,以便正确确定杆件的几何位置或其偏移。 默认情况下 '忽略弯矩平衡' 复选框处于停用状态。 此时面荷载绕重心产生的弯矩与等效到杆件上的线荷载对面的重心产生的弯矩相等。 下图显示了在考虑和不考虑弯矩平衡的情况下,自由线荷载是如何分布到相应的杆件上的。

几何类型

几何类型描述了面的具体形态。 程序提供了以下几种调整面刚度的方式供用户选择:

平面

【平面】类型【面】的所有边界线都位于一个平面中。 用户可以使用工具栏中的创建平面按钮创建各种形状的平面。

用户可以通过工具栏中的按钮以图形交互的方式创建矩形、圆形等形状的平面。 当以对话框的形式创建面时,如果用户在“边界线编号”中指定了多条围合的线,程序将自动根据指定的边界线创建平面。

四边形

【四边形】类型的【面】指空间四边形曲面,由围合的边界线和四个角点定义。 该类型面的边界线可以是圆弧、样条曲线、NURBS等曲线,程序会根据用户指定的边界线拟合出一个光滑空间四边形曲面。 因此,此方法可以建立曲面模型。

用户可以在【新建面】对话框中指定该类型面的四条边界线。 边界线允许大于四条, 但用户需在【四边形】选项卡下指定该类型面的四个角点, 以便程序拟合曲面。

NURBS

NURBS 类型的面由四条围合的 NURBS 曲线定义。(参见 线 一章)。 用户可以使用该类型的面创建任意形状的面。

在'新建面'对话框中定义 NURBS 面的边界线。 NURBS 面的对边 NURBS 曲线需拥有相同数量的控制点,以便 NURBS 曲线互相兼容。 用户可以在【NURBS】选项卡中通过“控制点权重”来控制形成的 NURBS 面的形状。 所选控制点的坐标必须在对话框的'坐标 - 控制点'部分中输入。

修剪

当面相交时,您可以按照以下步骤快速创建相应的相贯: 选择面,然后打开上下文菜单。 有不同的选项可供选择。

如果选择“创建相贯”选项,则只生成相贯线。 如果您选择其中一个“由相贯划分”选项,RFEM 将创建部分面,并会为其分配“修剪”类型的面。 此外,您还可以选择删除组件,例如删除悬臂面。

旋转

边界线绕轴旋转形成的【面】的类型为【旋转】。 用户可以指定线的始端节点、末端节点和旋转轴来创建该类型的面。 在创建该类型的面时,程序会自动创建相关的线。

信息

【旋转】类型的面的几何厚度不变。

在【旋转】选项卡中,用户可以指定该类型面的边界线、旋转角度 α。 输入旋转角度 α。 用户可以通过表格中的坐标来定义旋转轴上的点, 选择两个 是编辑按钮。

圆管

【圆】沿线扫掠形成的类似管道的面为【圆管】。 在创建该类型的面时,程序会创建相关的线: 位于【圆管】两端的圆和【圆管】的中心线。

用户可以在【圆管】选项卡中定义圆的半径。 该值描述了管道轴到面中心的距离。 输入管道轴线的编号,或使用工具栏以图形方式选择管道轴线, 单独选择 是编辑按钮。

如果管道截面是圆锥形,则激活'末端不同的半径'复选框并输入相应的值。

厚度与材料

用户可以在该下拉菜单中为【面】选择各种已定义的【厚度】,或新建【厚度】赋予【面】。(参见 厚度 一章)。

厚度材料

在“厚度与材料”下选择的厚度将保存为默认设置。 面的材料被设定为创建该厚度时指定的材料。(参见 材料 一章)。 用户也可以在“厚度材料”下拉菜单中选择或新建材料,将其他材料赋予面。

用户可以为面的各个边界线指定铰用于建立不同的内力和弯矩传递情况。(参见 线铰 )。 用户可以通过勾选“铰”,打开【铰】选项卡,在该选项卡中为面的各个边界线指定铰。

技术支持

用户可以通过勾选“支座”为面指定面支座。(参见 面支座一章)。

释放

如果要在面上对模型进行解耦,则可以在“释放”选项卡中选择或定义一个新的面释放(见面释放一章)。

偏心

对于平面类型的面,用户可以通过勾选“偏心”在【偏心】选项卡中,使平面沿平面法向进行偏移。(见 面偏心 )。 在【偏心】选项卡中可以定义“偏心” 的类型。

荷载分布系数

对于类型为 {%

预设了一行荷载传递面的荷载对象。 分配给每个对象的系数 1,以便所有对象对荷载传递的贡献相同。 如果您想要特定的分布,请点击进入下一个自由行,然后选择线或杆件。 然后分配合适的“分布系数”。

">meshRefinementTab一章)。 通过网格细化指定的有限元网格设置的优先级高于全局有限元网格设置。 在'网格细化'选项卡中,您可以选择或定义新的面网格细化。

特定轴

一般面的局部坐标系 一般平行于全局坐标系。 用户也可自定义面的输入和输出坐标系。

提示

您可以通过面的右键菜单快速显示和隐藏面的坐标轴。

">inputAxesTab

输入轴的方向影响着具有正交各向异性的面的力学属性。

在“类别”下拉菜单中有不同的调整输入轴的选项:

  • 角位移: 使面的局部坐标系沿局部轴 z 轴旋转
  • 轴-平行于线: 使面的一个局部坐标轴与某条线平行
  • 轴-指向点: 使面的一个局部坐标轴指向用户指定的点
  • 轴-平行于坐标系: 指定一个参照坐标系,使面的局部坐标系与该坐标系平行

参照对象也可以使用工具栏以图形方式导出。 单独选择 是编辑按钮。

用户可以通过勾选“反转局部 z 轴”,使面的局部坐标轴 z 轴和 y 轴交换位置。

">resultAxesTab

目前程序的结果轴与输入轴相同,无法更改。

">gridTab

程序默认的栅格类型为“笛卡尔”,为按照笛卡尔坐标系生成间距为 0.5m 的均匀栅格点。 用户可以修改“栅格间距”、“栅格旋转”和“栅格原点”来自定义栅格点的分布情况。 对于圆形的面,用户可以将栅格类型修改为“极坐标”,程序将按照极坐标系生成栅格点。

信息

由于程序默认的栅格点间距为 0.5m,故当面的尺寸较小时,面上可能仅会生成一个或几个栅格点,用户可以根据面的尺寸调整栅格点和数量和间距。 当实体的尺寸较小时,用户可以将该间距适当减小以使程序划分出足够的栅格点来表达计算结果。

如果在'选项'部分中勾选了'自动调整'复选框,那么在更改面时栅格点将适应新的几何形状。

在'点'部分中,您可以检查生成的栅格点的坐标。 表格中的内容不可更改。

提示

如果不需要输出特殊的点,可以通过用户自定义 {%|004116 结果点 ]] 来实现。

">integratedTabimage022250

程序会将检测到的面上的各种对象显示在“面上的集成对象”标签卡下。

如果程序检测的对象存在漏检、误检, 用户可以取消勾选“自动对象检测”, 此时可以访问对话框的 "面中集成的对象" 部分中的输入栏。 添加缺少的对象编号,或使用 单独选择 , 按钮来图形确定对象。

">deactivate@

计算时停用

用户可以通过勾选“计算时停用”,使程序计算时不考虑该面及施加在该面上的荷载。 使用户不需要删除该面,就可计算结构中该面失效时结构的力学性能(如用于计算结构抗连续倒塌性能)。

信息 | 分析

一旦定义了面的边界线,就会出现该对话框部分。 在对话框中的 “信息|分析”标签卡中可以查看面的面积、体积、重量等各项属性。 上述过程同时会相应地考虑洞口的影响。

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