RFEM 附加模块 RF-FORM-FINDING

索膜结构、壳结构和受弯杆件结构找形分析

我用过的最好的软件之一

“RFEM是迄今为止我使用过的最好的软件。 我在RISA,STAAD,ETABS,Visual Analysis等领域拥有丰富的经验。 在钢索网/织物结构方面,我已经对NDN,Forten等进行了测试。熟悉RFEM接口之后,就不再需要使用其他软件了。 即使是典型的结构,它也非常简单。”

基于有限元法的膜结构设计博士论文

Rostislav Lang 的这篇博士论文使用了有限元软件进行膜结构的设计和分析。

附加模块 RF-FORM-FINDING 可以对受拉及受压的膜结构、索结构和壳结构等的形状进行找形分析。找形分析根据表面应力(给定的预应力)与自然的、几何的边界条件的平衡方程进行计算得出。

进行找形分析得出的预变形模型作为初始状态,将在随后的力学分析中应用。膜结构的裁剪设计能使用附加模块 RF-CUTTING PATTERN 完成。

  1. 产品特性

    • 找形分析:
      • 张拉索膜结构
      • 受压壳梁结构
      • 受压受拉结构
    • 考虑面之间气体实体
    • 与支承结构的相互作用(根据不同的规范对子结构进行设计)
    • 面为二维单元,杆件为一维单元
    • 定义面(膜和壳)的不同预应力条件
    • 定义杆件(索和梁)的力或几何条件
    • 找形分析过程中考虑所有荷载(自重、内压等)
    • 为找形分析定义临时支座
    • 膜面自动初步找形(更多信息...
    • 定义各向同性或正交各向异性材料
    • 可选定义自由多边形荷载
    • 将得到的形状转换为 NURBS 曲面单元
    • 通过集成初步找形实现组合找形
    • 使用彩色坐标和倾角对新形状进行图形评估
    • 完整的计算文档,包括用户自定义自适应评估图
    • 有限元网格可选导出为 DXF 或 Excel 文件
  2. 输入

    找形功能可以在常规数据对话框的选项选项卡中激活。 可以在面和杆件的参数中定义预应力(或杆件的几何要求)。 找形过程通过计算RF-FORM-FINDING工况进行。

    工作步骤如下:
    • 在RFEM中创建模型(面,梁,索, 支座,材料定义等)
    • 设置膜所需的预应力和杆件的力或长度/垂度(例如:索)
    • 在特殊的找形荷载工况中可以选择考虑找形过程中的其他荷载(自重,压力,钢筋节点重量等)
    • 设置荷载和荷载组合,以便进行进一步的结构分析
  3. 非线性计算

    计算开始后,程序对整个结构进行找形。 计算时考虑了找形单元(膜、索等)和支承结构之间的相互作用。

    找形过程是一种特殊的非线性分析,采用 Bletzinger 教授 和 Ramm 教授的 URS (Updated Reference Strategy) 法进行迭代求解。 由此得到指定预应力平衡状态下的形状。

    此外,还可以在找形过程中考虑各种荷载,例如自重或充气膜结构的内压。 可以通过以下两种方法定义面(例如膜)的预应力:

    • 标准法 - 指定面中所需预应力
    • 投影法 - 在面的投影中指定所需预应力,特别是对伞形
  4. 结果

    找形过程的结果是一个新的形状和相应的内力。 通常的结果,例如变形,力,应力等可以显示在RF-FORM-FINDING案例中。

    该预应力形状可以作为结构分析中所有其他荷载工况和组合的初始状态。

    为了简化定义荷载工况,可以使用NURBS转换(计算参数/找形)。 该功能可以将原始的面和索移动到找形后的位置。

    通过使用面的网格点或NURBS面的定义节点,可以在结构的选定部分上设置自由荷载。

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