Zpět na FAQ
Je tato stránka užitečná?
607x
005573
Jonas Bien, Dr.-Ing.
12.7.2024

Metoda konečných prvků založená na komponentách (CBFEM) v programu RFEM 6

Co je metoda konečných prvků založená na komponentách (CBFEM)?

Odpověď:

Metoda konečných prvků založená na komponentách (CBFEM) je metoda pro počítačem podporovaný výpočet a návrh ocelových spojů. Přebírá základní myšlenku komponentové metody upravené v normě EN 1993-1-8, kde se charakteristiky spoje určují na základě (nelineárních) tuhostí a pevností jednotlivých základních komponent. Pomocí komponentní metody lze s dobrou přesností odhadnout i chování polotuhých a deformovatelných spojů při zatížení. V mnoha případech to umožňuje hospodárnější návrh než předpokládat čistě kloubové spoje nebo navrhovat plně tuhé spoje.

Zatímco tuhosti a pevnosti základních prvků v klasickém postupu se počítají na základě poloempirických vzorců a poté se musí vhodným způsobem nadstavit, základní prvky v CBFEM jsou diskrétně reprezentovány pomocí vhodných konečných prvků a vzájemně propojeny. Tuhost spoje i přesné rozložení sil do jednotlivých základních prvků se pak odvozuje z (nelineárního) výpočtu konečných prvků. Následně lze zkontrolovat únosnost základních prvků s ohledem na příslušná pravidla pro návrh, jako je EN 1993-1-8 nebo AISC 360. Mezi výhody metody s podporou KP oproti klasické metodě komponent patří mj:

  • větší pružnost, pokud jde o definici základních konstrukčních prvků i jejich geometrie a materiálových vlastností
  • větší pružnost při definování podmínek styku a spoje mezi základními součástmi
  • větší flexibilita při návrhu spojů; základní součásti lze bez námahy začlenit do složitých geometrií spojů
  • žádná omezení týkající se zatížení spoje; rozložení vnitřních sil v jednotlivých základních součástech vyplývá z výpočtů na podrobném modelu KP
  • lepší pochopení mechanismů porušení díky analýze deformací, sil, napětí a přetvoření ve všech částech spoje

Doplněk Ocelové spoje, který je k dispozici jako rozšíření pro program RFEM 6, obsahuje metodu konečných prvků založenou na komponentách (CBFEM) a plynule propojuje návrh spojů se statickou analýzou celého konstrukčního systému, čímž je vždy zajištěna kompatibilita a interakce mezi modelem spoje a rámem.

FAQ 5573 | Co je to metoda konečných prvků využívající komponenty (CBFEM)?
FAQ 5573 | Metoda konečných prvků využívající komponenty (CBFEM) v programu RFEM 6
Autor

Pan Dr. Bien se podílí na vývoji v oblasti ocelových konstrukcí a v rámci technické podpory pečuje o naše zákazníky.

  • Mia: AI asistentka
  • Nejnovější FAQ
Události
Videa
Modely ke stažení
Články z databáze znalostí
KB 001895 | Odkud pochází vzorec pro porušení stability jednotlivých prutů namáhaných tlakem?
Tisíce statiků každý den navrhují konstrukční prvky pomocí vzorců pro posouzení, které obsahují kritické zatížení. Odkud se ale berou tyto prastaré vzorce, které před více než 200 lety stanovil Leonard Euler a které tvoří základ všech tří návrhových konceptů ocelových konstrukcí?
Základní tvary membránových konstrukcí [1]
Membránové konstrukce během projekční činnosti vyžadují speciální přístup, který respektuje jejich odlišnost od konvenčních staveb. Nedílnou součástí navrhování těchto staveb je proces hledání vhodných předepjatých tvarů a generování střihových vzorů. Text stručně popisuje dva zásadní procesy při navrhování membránových konstrukcí. Záměrem je přiblížit jejich fyzikální povahu a demonstrovat jednotlivá tvrzení doprovodnými příklady.
Simulace větru na moderním městě pomocí programu RWIND
Soulad se stavebními normami, jako je Eurokód, je nezbytný pro zajištění bezpečnosti, strukturální integrity a udržitelnosti budov a konstrukcí. V tomto procesu hraje důležitou roli numerická simulace proudění (CFD), která simuluje chování tekutin, optimalizuje návrhy a pomáhá architektům a inženýrům splnit požadavky Eurokódu na analýzu zatížení větrem, přirozené větrání, požární bezpečnost a energetickou účinnost. Začleněním CFD do procesu navrhování mohou odborníci vytvářet bezpečnější, efektivnější budovy, které splňují nejvyšší konstrukční evropské normy.
Ukázka porézního povrchu s různou porozitou (obrázek různé porozity nahoře z © www.weathersolve.com)
Ve výpočetní dynamice tekutin (CFD) lze složité plochy, které nejsou zcela celistvé, modelovat pomocí porézního nebo permeabilního média. V reálném světě to jsou například tkaninové větrolamy, drátěné sítě, děrované fasády a opláštění, žaluzie, svazky trubek (soubory horizontálních válců) a další.
Screenshoty
Funkce programů
Funkce 002905 | RVE materiálový model pro tkaninové materiály

Materiálový model 'Ortotropní | Tkanina | Nelineární elastický (plochy)' umožňuje definovat předpjaté textilní membrány pomocí reprezentativního modelu tělesa - RVE.

Zohlednění geometrie tkaniny v modelu mikrostruktury umožňuje zohlednit odpovídající účinek příčného protažení pro všechny silové stavy v membráně.

Funkce 002666 | Typ zatížení Kumulace vody

Typem zatížení Kumulace vody můžete zohlednit účinky deště na vícenásobně zakřivené plochy se zohledněním posunů analýzou velkých deformací.

Při této numerické aplikaci deště se analyzuje příslušná geometrie plochy a stanoví se, jaká část deště stéká a jaká se kumuluje v loužích neboli vodních kapsách na ploše. Z velikosti louže pak vyplývá odpovídající svislé zatížení pro statickou analýzu.

Tuto funkci lze použít například na analýzu přibližně vodorovných geometrií membránových střech zatížených deštěm.

K názornému videu
Uvážit počáteční stav

Ve srovnání s přídavným modulem RF-FORM-FINDING (RFEM 5) jsou v addonu Form-finding pro RFEM 6 přidány následující nové funkce:

  • Zadání všech okrajových podmínek pro zatížení určující tvar v jednom zatěžovacím stavu
  • Uložení výsledků form-findingu jako počátečního stavu pro další analýzu modelu
  • Automatické přiřazení počátečního stavu form-findingu generátorem kombinací ke všem zatěžovacím situacím jedné návrhové situace
  • Dodatečné geometrické okrajové podmínky určující tvar pro pruty (délka bez zatížení, maximální svislý průvěs, svislý průvěs v dolním bodě)
  • Dodatečné okrajové podmínky pro zatížení určující tvar pro pruty (maximální síla v prutu, minimální síla v prutu, vodorovná tahová složka, tah na konci i, tah na konci j, minimální tah na konci i, minimální tah na konci j)
  • Typ materiálu „Tkanina“ a „Fólie“ v databázi materiálů
  • Paralelní form-findingy v jednom modelu
  • Simulace po sobě jdoucích stavů form-findingu ve spojení s addonem Analýza fází výstavby (CSA)
Zatížení na plochu

Jakmile aktivujete addon Form-finding v Základních údajích, přiřadí se zatěžovacím stavům kategorie "Předpětí" ve spojení se zatíženími pro form-finding z katalogu zatížení na pruty, plochy a tělesa formující účinek. Jedná se přitom o zatěžovací stav předpětí. Ten se tak promění v analýzu form-findingu pro celý model se všemi definovanými pruty, plochami a tělesy. Tvarování příslušných prutových a membránových prvků obsažených v celkovém modelu dosáhnete pomocí speciálních zatížení pro form-finding a ostatních zadaných zatížení. Zatížení pro form-finding popisují očekávaný deformační nebo silový stav po form-findingu v prvcích. Ostatní zatížení popisují vnější zatížení celého systému.

Často kladené dotazy (FAQ)
Po nalezení počátečního tvaru jsem deformovaný tvar exportoval do souboru DXF a zjistil jsem, že výsledky v souboru DXF se neshodují s výsledky z programu RFEM. Co může být příčinou?
Mohu exportovat výsledky z form-findingu? Například v souboru DXF?

Jak mohu vyřešit chybu varování „10060 - Konstrukce je nestabilní“ u instability modální analýzy?
Jak mohu exportovat deformovaný tvar sítě pro svou textilní membránovou konstrukci do souboru .dxf v programu RFEM 6?

Jak mohu určit vhodný celkový čas simulace pro nestacionární analýzu v programu RWIND?
Jak mohu správně modelovat tok zatížení, když nosník působí jako podpora?
Projekty zákazníků
Doporučené produkty pro Vás
Zobrazit produktovou rodinu