Odpověď:
Přerušení výpočtu kvůli nestabilitě systému může mít různé příčiny. Na jedné straně může upozorňovat na "skutečnou" nestabilitu v důsledku přetížení systému, ale může být také způsobena modelovacími nepřesnostmi. Níže je uveden možný postup pro nalezení příčiny nestability.
1. Kontrola modelování
Nejprve byste měli zkontrolovat, zda je systém z hlediska modelování v pořádku. K tomu můžete použít kontrolu modelu, kterou poskytuje program RFEM/RSTAB (Nástroje → Kontrola modelu). Pomocí této funkce můžete například najít a případně odstranit identické uzly a překrývající se pruty.
Dále můžete konstrukci například zatížit vlastní tíhou v zatěžovacím stavu podle teorie I. řádu. Pokud jsou zde k dispozici výsledky, je konstrukce z hlediska modelování stabilní. Pokud tomu tak není, jsou níže uvedeny nejčastější příčiny (viz také video "Kontrola modelu" v sekci Ke stažení):
- Nesprávná definice podpor / chybějící podpory
To může vést k nestabilitě, protože systém není držen ve všech směrech. Proto je nezbytné, aby byly podmínky podepření v rovnováze se systémem a vnějšími omezujícími podmínkami. Staticky neurčité systémy mohou také vést k přerušení výpočtu kvůli nedostatečným hraničním podmínkám.
- Kroucení prutů kolem vlastní osy
Pokud pruty krouží kolem své vlastní osy, tedy pokud prut není podporován kolem své vlastní osy, může to vést k nestabilitě. Příčina často spočívá v nastavení kloubů prutů. Může se stát, že u počátečního i koncového uzlu byly zavedeny klouby. Upozorňovací okno při spuštění výpočtu na to však uživatele upozorňuje.
- Chybějící spojení prutů
Zejména u větších a složitějších modelů se může rychle stát, že některé pruty nejsou spojeny a "visí ve vzduchu". Také zapomenutí průsečíků prutů, které by se měly navzájem řezat, mohou vést k nestabilitě. Řešením je kontrola modelu "Křížení, nespojené pruty", která hledá pruty, které se kříží, ale nemají společný uzel v průsečíku.
- Žádný společný uzel
Uuzly se zdají být na stejném místě, ale při bližším zkoumání se od sebe mírně liší. Častou příčinou jsou importy z CAD systému, které ale lze odstranit pomocí kontroly modelu.
- Vytvoření kloubového řetězce
Příliš mnoho kloubů prutů na jednom uzlu může způsobit vytvoření kloubového řetězce, což vede k přerušení výpočtu. Na jeden uzel smí být definováno pouze n-1 kloubů se stejným stupněm volnosti vzhledem k globálnímu souřadnému systému, kde "n" je počet připojených prutů. Totéž platí i pro liniové klouby.
2. Kontrola ztužení
Chybějící ztužení také vede k přerušení výpočtu z důvodu nestability. Proto byste měli vždy zkontrolovat, zda je konstrukce ve všech směrech dostatečně ztužena.
3. Numerické problémy
Na obrázku 08 je ukázán příklad. Jedná se o kloubový rám, který je ztužen taženými pruty. Kvůli zkrácení sloupů v důsledku svislých zatížení vznikají tažené pruty v prvním výpočetním kroku tlakové síly. Jsou odstraněny ze systému (protože snášejí pouze tah). V druhém výpočetním kroku je model bez těchto tažených prutů poté nestabilní. K vyřešení tohoto problému existuje několik možností. Můžete taženým prutům přiřadit předpětí (zatížení prutů), abyste "eliminovali" malé tlakové síly, přiřadili prutům malou tuhost nebo je nechat postupně odstraňovat během výpočtu (viz Obrázek 08).
4. Hledání příčiny nestability
- Automatická kontrola modelu s grafickým výstupem
Pro získání grafického znázornění příčiny nestability může pomoci modul RF-STABIL (pro RFEM 5) nebo přídavný modul Stabilita konstrukce (pro RFEM 6). Pomocí možnosti "Určení vlastního tvaru nestabilního modelu" (viz Obrázek 09) nebo "Výpočet bez zatěžování pro prokázání instability vlastním modelem" lze spočítat údajně nestabilní systémy. Na základě údajů konstrukce se provádí analýza vlastních čísel, takže jako výstup je graficky znázorněna nestabilita dotčeného konstrukčního prvku.
- Problém s větvením
Pokud lze spočítat zatěžovací stavy nebo kombinace zatížení podle teorie I. řádu a k přerušení výpočtu dojde až od teorie II. řádu, jedná se o problém stability (součinitel vzpěrné síly menší než 1,00). Součinitel větvení udává, jakým faktorem musí být zatížení vynásobeno, aby model podlehl příslušnému zatížení (např. vzpěr). To znamená, že součinitel větvení menší než 1,00 znamená, že systém je nestabilní. Pozitivní součinitel větvení větší než 1,00 umožňuje usoudit, že zatížení vynásobené tímto faktorem v důsledku předem daných normálových sil vede k vzpěrnému selhání stabilního systému. K nalezení "slabého místa" se doporučuje následující postup, který vyžaduje modul RSBUCK (RSTAB 8) nebo RF-STABIL (pro RFEM 5) nebo přídavný modul Stabilita konstrukce (pro RFEM 6 / RSTAB 9) (viz také video "Problém s větvením" v sekci Ke stažení).
Nejprve byste měli snižovat zatížení dotčené kombinace zatížení, dokud se kombinace zatížení nestane stabilní. Pomocným nástrojem je součinitel zatížení v parametrech výpočtu kombinací zatížení. To odpovídá také ručnímu určení součinitele větvení, pokud nejsou dostupné výše uvedené moduly nebo přídavné moduly. Pro čistě lineární konstrukční prvky může stačit spočítat kombinaci zatížení podle teorie I. řádu a nechat ji přímo spočítat v přídavném modulu nebo určit vzpěrnou sílu pomocí přídavného modulu. Na základě grafického vzpěrného nebo bouliového tvaru této kombinace zatížení můžete pravděpodobně nalézt "slabé místo" v systému a přijmout opatření k jeho odstranění. Aby byly kromě globálních vlastních tvarů zahrnuty i lokální poruchové tvary prutů, měli byste v modulu RF-STABIL (pro RFEM 5) aktivovat dělení prutů nebo v modulu RSBUCK (RSTAB 8) nastavit dělení u příhradových prutů minimálně na "2". Pro přídavný modul Stabilita konstrukce (pro RFEM 6 / RSTAB 9) zkontrolujte, zda je aktivováno dělení prutů.
Viz odkazy níže pod touto FAQ.
