3114x
001766
2022-09-30

RFEM 6 中的线铰

本文将向您展示如何在 RFEM 6 中使用线铰解决在一条线上相互接触的面之间的连接。

定义线铰

在 RFEM 6 中可以使用“插入”菜单定义线铰。 它们也可以在数据导航器中作为“线的类型”使用(图1)。 对于它们的定义方法将在图1中所示的结构节点中进行说明。

要定义一条线上的相交面为线铰,则需要同时为一条线和一个面分配线铰(见下文)。 线铰可以定义在面的任意边界线上,但不能像在 RFEM 5 中那样定义在与面相结合的线上。

为此,在 RFEM 6 中必须先用相贯线划分面,然后才能将与面结合的线转换为边界线。 这可以通过“用相贯线划分面”功能完成(图2)。 因此,如果只有一个面,而不是两个独立的面(即图 2 中只有面编号 2),则必须使用上述选项将其划分,得到两个独立的面,如 Surface图 1 中的面编号 2 和面编号 3。

铰条件

定义线铰实际上就是控制它们的自由度。 在“新建线铰”窗口的“主节点”选项卡中控制着这些基本参数,称为“铰条件”。 与支座不同的是,线铰的自由度可以通过勾选复选框激活(对于支座,取消勾选自由度)。 线铰的自由度分为三个平移和一个转动。 前者描述的是沿局部轴线方向的位移,后者描述的是绕纵向实心轴的旋转。

因此,要定义铰,必须首先勾选相应轴的复选框。 然后,您可以将平移或旋转弹簧的常数设置为零,但您也可以调整“弹簧常数”来模拟弹性铰。

请注意,线铰的释放定义不是参照面内的内力,而是参照线铰的局部坐标系。 自由度基于以下轴定义: x 轴指向线的方向,y 轴是面的切线,z 轴是面的法线。 因此,自由度 ux降低了沿面边缘的力传递,并且 φx对应于铰接。

在“新建线铰”对话框的“非线性”列(图5)中,您可以具体控制每个组件的内力和内弯矩的传递。 尽管在本例中选择了“无”,但非线性列表中的可用选项有: “Fixed if positive/negative n/mx ”(也就是说,您可以控制是否只对正/负力或弯矩给出铰效应); “部分作用”(即负区和正区的类型和参数可以自己定义);和“图表”(即您可以通过输入相应的值来定义工作图的定义点的数量)。

对于具有非线性属性的 φx铰,您还可以定义力/弯矩图(即通过定义力的值以及相应的最大和最小弯矩来定义定义点)。

在“新建线铰”对话框(图3和图5)中,您还可以看到“板-墙连接”选项(位于“选项”部分)。 您可以为砌体结构中的板-墙连接激活该选项。 这样,您可以管理线铰的参数,以限制弯矩的传递。

这是必要的,因为对于砌体结构中的板-墙连接,弯矩不是无限传递的,而是仅取决于轴力。 由于该选项与本文中的示例无关,因此将在下一篇关于该主题的知识库文章中进行详细讨论。

一旦定义了线铰的所有参数,就必须将铰分配给线和面。 在本例中,它们是面编号 3 和线编号 2。 您可以使用“新建线铰”对话框右上角的“选择面/线”图标来完成此操作;只需选择感兴趣的面和线,如图 6 所示。

这样生成的线铰最终会出现在RFEM 6的工作窗口中,如图7所示。

小结

线铰允许您正确考虑在一条线上相互接触的面之间的连接。 这种考虑是基于可以控制某些自由度,从而限制内力和内弯矩的传递。

通过这种方式可以考虑面的整体解耦或通过线性弹簧进行弹性耦合。 在混凝土结构中可以使用线铰来定义装配间隙。 在木结构中由于扭矩传递非常有限,所以建模时也需要使用线铰。


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。

链接