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2021-11-16

RFEM 6 中的找形

RFEM 6 包含“找形”模块,可以确定受拉面模型和轴力作用下杆件的平衡形状。 在模型的“基础数据”中激活该模块,并使用它来计算轻型结构的预应力与现有边界条件达到平衡的几何位置。

输入

Once the structures are modeled in RFEM, the form-finding process can be initiated. 在 RFEM 6 中,这是通过为膜结构和索等单元分配找形荷载来实现的。 如图1所示,该荷载在荷载工况类别为“预应力”的唯一荷载工况中定义。

膜结构找形类型的面荷载的输入数据包括计算方法(标准或投影)、找形定义(力或应力)以及相关荷载的大小(图2)。

在标准方法中描述一个可以在空间中自由移动的向量,直到到达目标位置为止,而投影法描述一个可以在空间部分移动并在 XY 坐标上固定的向量。 通常首选标准方法进行计算。 投影法适用于围绕中心轴(圆锥形状)设置的模型。

要设置正交各向异性面预应力,请在基本面窗口的选项卡中勾选特定轴,并相应地调整图 3 中的输入参数。


找形类型的杆件荷载可以是几何尺寸的,也可以是力。 后者可以根据长度、未施加应力的长度和垂度(包括最大和最低点的竖向垂度)进行定义。 如图 4 所示。 后者可以定义为杆件中的力、末端拉力、水平拉力或力密度(图5)。


分析设置

可以如图 6 所示定义分析设置。 通过这种方式,用户可以指定找形计算应使用先前定义的预应力值的迭代次数。 当超过该极限值时,程序反复停止,在找形计算期间应用起始值的预应力。 实际上,增加允许的迭代次数可以更好地收敛。

下一步,可以调整控制计算稳定性的收敛速度。 在找形计算中膜面采用绝对刚度,但是用户可以通过定义小于1的值来增加刚度。 这会导致收敛速度变慢,但计算稳定性更高。

在“设置”中也可以选择集成初步找形。 初步找形通过使用简单的线性力 - 密度法代替有限元面单元。 在进行找形迭代计算时通常会缩短初始位置和目标位置之间的位移距离。 该方法节省了计算时间,并且全局找形的速度更快。

结果

一旦计算了荷载工况,就可以通过导航器中的结果选项卡以图形方式显示杆件和面的变形以及变形的结果。 前者描述的是初始输入与确定的平衡形状之间的变形,后者描述的是达到平衡形状的力或应力条件,考虑到已定义的找形参数。 这些结果的示例分别在图 7 和 8 中给出。


应用荷载事后

目前的结果是新建了一个模型配置。 为了对整个模型进行进一步的计算和结构分析,程序将建立的几何形状包括单元应变调整到一个普遍适用的初始状态,以便在荷载工况和荷载组合中使用。

因此,如果之后要施加荷载,那么必须考虑找形荷载工况中的初始状态。 换句话说,后续荷载工况的变形适用于先前确定的平衡形状。

如图 9 所示可以激活考虑初始状态选项。 图 10 中给出了这种荷载施加的一个示例,其中相对于轻型结构的平衡形状施加雪。




作者

Kirove 女士的职责是撰写技术文章并为 Dlubal 软件的客户提供技术支持。

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