使用面板描述几何图形的平面或曲面构件,其表面尺寸远大于厚度。面板的刚度由其材料和厚度决定。在生成有限元网格时,面板上会生成二维元素。这些元素用于在面板重轴上进行计算。
要输入一个面板,您可以使用现有的“边界线”。您也可以使用直接输入,程序将自动生成定义线条。
选项卡“基本”管理基本的面板参数。通过勾选复选框,会增加其他选项卡,您可以在其中进行具体说明。
刚度类型
刚度类型决定如何承载内力或面板所需的特性。
列表中提供了多种刚度类型可供选择。
标准
该面板传递弯矩和膜力。此方法描述了同质各向同性面板模型的一般行为。面板的刚度特性是各向无关的。
无厚度
该面板没有刚度。此类型用于体积体的边界面。
刚性
使用这种刚度类型可以模拟非常刚性的面板,用于在对象之间建模刚性连接。
膜
面板在所有方向上具有均匀刚度。但仅在拉伸状态下传递膜力(nx, ny)以及膜剪力(nxy)。当出现压和剪力以及弯矩时,受影响的面板元素失效。
膜无拉伸
仅传递压状态下的弯矩和膜力。对于引起拉伸的膜力,受影响的面板元素失效(例如:孔洞挡土)。
载荷传递
使用此类型可将面板载荷应用于未填充面板的区域,例如风载荷作用在窗户或大厅的梁上。此面板上的载荷会分布到边缘或集成的对象上。如果生成梁载荷,则载荷按照真实梁长度转换为全局方向(载荷方向 XL, YL, ZL)。面板本身没有刚度。
您可以在新选项卡上设置载荷传递的标准。
“载荷传递方向”描述了载荷施加在对象的哪一个方向。列表提供了基于有限元计算的各向同性分布选择以及正交各向排列在面板条带上的选择,这些条带用于沿一个或两个局部面板轴确定载荷影响宽度。
在“Isotrop | FEM”选项中,RFEM在一个单独的子模型中模拟刚性面板元素,使用此子模型计算载荷分布。子模型中,所有面板集成的对象(如梁、线和节点支座、与模型元素连接的线、连接或节点等)被替换为刚性线或刚性节点支座。此子模型的反作用力随后用作RFEM三维计算的载荷。如果某些对象不应传递载荷,您可以在“无效”部分中指定。
通过面板条带进行的载荷传递,您可以决定RFEM如何进行“载荷分布”。默认情况下,载荷以可变分布形式分布到邻近对象上。但如果您想获得恒定载荷分布,请在列表中选择相关条目。以下图片比较了这两种方法的区别。
如果选项“高级分布设置”在“选项”部分的复选框中被激活,“面板条带宽度”、“平滑因子”和“面板最小条数”的输入选项是可访问的。仅在处理问题载荷分布时需要进行调整。有关这些参数的影响,请参阅技术文章 载荷传递面板的高级分布设置 中的示例。
对于载荷传递面板,您还可以设置“面板重量”,以考虑例如玻璃自重。
在“无效”部分中,您可以将梁、线和节点排除在载荷传递之外(例如支撑)。单独设置对象或选择一个与无载荷梁或线平行的模式对象。
如果面板的边界线已定义,则在“受载对象”部分中说明受载的梁、线和节点。如果您需要特定的载荷分布,请在“基本”选项卡中选中“载荷分配因子”复选框。然后您可以在 载荷分配因子 选项卡中单独设置载荷分配对象的系数。
通过面板条带进行的载荷传递,您可以考虑“梁偏心”或“截面分布”,以正确地记录梁的几何位置或其路径(参见章节 截面)。复选框“忽略弯矩平衡”默认未激活。这将计算施加在面板载荷上并与梁载荷在重心处的平衡相比。对于节点载荷,此选项无效。以下图显示了如何在考虑和不考虑弯矩平衡的情况下,将自由线载荷分布到对面的梁上。
几何类型
几何类型描述一个面板的形式概念。列表中提供了多种类型可供选择。
平面
在平面面板中,所有的边界线都在同一平面上。通过列表按钮可以获得不同形状的平面。
您可以通过在对话框中选择“确定”后,拉伸一个矩形、圆形等来图形化地定义面板。如果选择“选择边界”,RFEM在足够的边界线确定后会自动识别面板。
四边形
此面板类型在其基本形式中描述了一个通用的四边形面板。边界线可以是直线、弧线、折线和样条。这样可以建模曲面。
在“新面板”对话框中设置四边形面板的边界线。如果无法通过四条线生成封闭面板,也可允许使用多于四条线。在“Quadrangel”选项卡中将指定四个角节点。您可以控制如何拉伸曲面。
NURBS
NURBS面板由四条封闭的NURBS线(参见章节 线)组成。可以建模几乎任意的自由形式面板。
在“新面板”对话框中设定NURBS面板的边界线。每对相对的NURBS线必须具有相同数量的控制点,以确保这些NURBS线的阶兼容。在“NURBS”选项卡中,您可以通过“控制点权重”影响面板的形状。所选控制点的坐标在“坐标 - 控制点”部分中给出。
截短
当面板相交时,您可以快速生成相交:选择面板,然后访问上下文菜单。提供了各种选项。
使用“创建相交”选项只会生成交线。如果选择“通过相交分割”选项之一,RFEM将创建部分面板,并将类型设置为“截短”。您可以删除组件,例如删除突出部分面板。
旋转
旋转面板由现有线条绕轴旋转构成。RFEM生成面板的起始和终点节点,以及线的旋转定义点。生成新线。
在“旋转”选项卡中,设定要旋转的面板的边界线。指定旋转角度α。旋转轴的点可以通过坐标或图形按钮
确定。
管
管面板由其管的中心线绕该轴旋转一定半径而成。生成新线:两个圆和一个与管轴平行的折线。
在“管”选项卡中设定管的半径。此值表示从管轴到面板中心的距离。输入中心线的编号或使用按钮
图形地选择管轴。
如果管截面是圆锥形的,请激活“末端不同半径”复选框并输入相应值。
最小曲率样条
使用此几何类型可以通过控制节点生成一个曲面,这些节点可以在曲面上或曲面外。因此,例如可以建模地形表面。
设置参考平面的“坐标系”并在坐标系中输入“样本坐标”。这些点表示样条面板的控制节点。然后设定“参考平面的边界线”或通过按钮
图形地选择线。
带材料的厚度
在现有厚度列表中选择合适的类型或定义新的厚度(参见章节 厚度)。
厚度的材料
在上面部分设定的厚度的材料是默认设置的。如有需要,可以从已建立的材料列表中选择其他材料或重新定义(参见章节 材料)。然后将此材料分配给厚度类型。
铰
使用铰可以控制沿面板线的内力传递(参见章节 线性铰)。选择复选框后,您可以在“铰”选项卡中定义铰类型。
支座
如果面板是弹性支撑的,您可以在“支座”选项卡中选择或重新定义面板支座(参见章节 面板支座)。
释放
为了使面板在模型中解耦,您可以在“释放”选项卡中选择或重新定义面板释放(参见章节 面板释放)。
偏心
通过偏心可以模拟整个面板的高度偏移(参见章节 面板偏心)。您可以在“偏心”选项卡中定义偏移类型。
载荷分配因子
对于 载荷传递 类型的面板,可以为载荷传递对象设定分配因子。选择复选框后,您可以在新选项卡中单独分配这些因子。
载荷传递面板的受载对象在一行中默认为1.00,使所有对象均匀贡献于载荷传递。如果您有特定分配要求,请在下一空行中选择线或梁。然后,指定适当的“分配因子”。
网格精化
有限元网格的网格密度可以与面板的几何形状协调(参见章节 面板网格精化)。如此设置使其独立于一般网格设置。在“网格精化”选项卡中,您可以选择或重新定义面板网格精化。
特定轴
每个面板都有一个局部坐标系。通常是与全局轴平行的。坐标系也可以——分别用于输入和输出——用户定义地配置。
输入轴
输入轴的方向涉及到例如正交各向异性和支撑特性或面板载荷的效应。
“类别”部分的列表提供了多种可能性来调整轴的方向:
- 角度旋转:绕z轴旋转xy面板轴,角度α
- 平行于线的轴:将x轴或y轴对准某条线
- 面向点的轴:将x轴或y轴对准与面板线的交点
- 平行于坐标系统的轴:将轴面板对准用户定义的坐标系
您可以使用图形按钮
确定参考对象。
“反转局部z轴”复选框允许将z和y轴方向相反排列。
结果轴
目前,结果轴的方向只能是“与输入轴一致”。
结果网格
每个面板上都覆盖着一个网格,用于结果表中的结果输出。在可调节的结果点上进行与有限单元网格无关的输出。
默认情况下,表示笛卡尔面板网格,在x方向(b)和y方向(h)的网格点距离均为0.5m。如有需要,您可以在此处调整“网格距离”,进行“网格旋转”或更改“网格原点”。对于圆形面板,“极坐标”网格类型提供了一个用于数值结果输出的替代方案。
如果在“选项”部分勾选了“自动调整”复选框,则在更改面板时,网格点会与新的几何形态保持一致。
在“点”部分,您可以检查生成网格点的坐标。表格中的更改是不可能的。
集成对象
RFEM通常会自动识别位于面板中的所有对象,但这些对象未用于面板定义。
面板所属节点、线和开口的编号在“面板集成对象”部分中给出。
如果某个对象未被识别,您应该手动集成它:取消选中“自动对象识别”。现在,“面板集成对象”部分中的输入字段可以访问。补充缺少的对象编号或使用按钮
图形选择对象。
激活载荷传递
选中此复选框可以在不考虑其刚度类型的情况下,通过载荷传递面板分布面板的载荷。因此,面板通过其在模型中的刚度起作用。然而,载荷在相邻对象上的分布则通过您在选项卡载荷传递 中可以设定的参数来控制。此功能主要对厚度类型 梁板 的面板相关。
在计算中停用
此复选框允许在计算中不考虑面板,例如用于模拟施工状态或研究建模变体。在此情况下,面板的刚度、边界条件和载荷不会被考虑。
信息 | 分析
当您定义面板的边界线时,这个部分会显示。它提供了面板面积、体积和质量,面板质心位置和面板方向等重要属性的概览。相应地考虑开口。