Allgemeine Beschreibung
Die Geometrie des Modells wird über Linien beschrieben. Sie stellen die Voraussetzung dar für Flächen, Stäbe und Volumenkörper. Jede Linie ist durch einen Anfangs- und einen Endknoten definiert. Für die Beschreibung komplexer Linienarten sind zusätzliche Zwischenknoten erforderlich.
Die Liniennummer wird im Dialog Neue Linie automatisch vergeben, kann dort jedoch geändert werden. Die Reihenfolge der Liniennummern spielt keine Rolle.
Über das Menü Extras → Umnummerieren kann die Reihenfolge der Liniennummern nachträglich angepasst werden (siehe Kapitel 11.4.18).
Linientyp
Im Menü und in der Tabellenliste stehen für RFEM folgende Linienarten zur Auswahl:
- Einzellinie
- Polylinie
- Bogen
- Kreis
- Ellipse
- Elliptischer Bogen
- Parabel
- Hyperbel
- Spline
- NURBS
- Trajektorie
- Linie auf Fläche
Diese Linienarten sind auf den folgenden Seiten beschrieben.
Knoten Nr.
Jede Linie ist geometrisch durch einen Anfangs- und einen Endknoten definiert. Damit wird die Linienrichtung festgelegt, die auch die Lage des Linienkoordinatensystems beeinflusst. Die Knoten können manuell eingegeben, grafisch ausgewählt oder neu definiert werden (siehe Kapitel 4.1). Sind Kontroll- oder Zwischenknoten für eine Linie erforderlich, so werden sie in der Liste der Knoten mit angegeben.
Die Linienrichtung kann im Zeigen-Navigator eingeblendet werden.
Hinweis
Die Linienrichtung kann grafisch schnell geändert werden: Klicken Sie die Linie mit der rechten Maustaste an und wählen die Kontextmenü-Option Linien-Orientierung umkehren. Die Nummern von Anfangs- und Endknoten werden dann vertauscht.
Die Linienkoordinatensysteme lassen sich im Zeigen-Navigator einblenden: Aktivieren Sie unter dem Eintrag Modell → Linien die Linien-Achsensysteme x, y, z einschließlich Indexe (siehe Bild 4.102).
Linienlänge
In dieser Tabellenspalte wird die Gesamtlänge der Linie angegeben.
Lage
Die Spalte D der Tabelle gibt Auskunft darüber, zu welcher globalen Achse die Linie parallel verläuft oder in welcher Ebene sie sich befindet, die von den globalen Achsen aufgespannt wird. Ist kein Eintrag vorhanden, befindet sich die Linie in einer beliebigen Lage im Raum.
Kommentar
Diese Spalte ermöglicht die Eingabe benutzerdefinierter Anmerkungen.
Mit der Schaltfläche [Kommentar übernehmen] lassen sich gespeicherte Kommentare importieren (siehe Kapitel 11.1.4).
Bei Linien, die RFEM erzeugt hat
Linie / Polylinie
Der Dialog Neue Linie, der beim Aufruf über das Pulldownmenü erscheint, ist im Bild 4.24 dargestellt. Das Bild oben zeigt den allgemeinen Linien-Eingabedialog bei der grafischen Eingabe, die über eine der Listenschaltflächen in der Symbolleiste gestartet wird.
Eine „echte“ Linie ist durch nur einen Anfangsknoten und nur einen Endknoten definiert. Sie stellt damit die direkte Verbindung zwischen den beiden Knoten dar.
Bei einer Polylinie handelt es sich um einen Polygonzug, der aus mehreren geradlinigen Abschnitten besteht. Es werden deshalb im Dialog (siehe Bild 4.24) neben den Nummern des Anfangs- und Endknotens auch die der Zwischenknoten angegeben. Der Einfachheit halber werden auch „echte“ Linien als Polylinien verwaltet.
Bei der grafischen Eingabe einer Polylinie können bestehende Knoten, Rasterpunkte oder Fangobjekte als Definitionsknoten gewählt werden. Die Knoten lassen sich auch frei in der Arbeitsebene setzen.
Hinweis
Falls z. B. Linienlasten oder Linienlager nur für Abschnitte einer Polylinie wirksam sind, kann eine Polylinie nachträglich in „echte“ Linien zerlegt werden: Klicken Sie die Polylinie mit der rechten Maustaste an und wählen den Kontextmenü-Eintrag Polylinie zerlegen. Die Funktion ist auch zugänglich über das Menü Bearbeiten → Modelldaten → Linien → Polylinie zerlegen.
Das zweite Register des Dialogs ermöglicht eine Drehung der Linie. Hierzu ist entweder der Winkel β oder ein Hilfsknoten anzugeben, auf den die Linienachse y bzw. z auszurichten ist. Der Hilfsknoten kann in der Liste ausgewählt, grafisch bestimmt oder neu angelegt werden.
Eine Drehung der Linie kann die Eingabe von Linienlasten erleichtern, die in lokaler Linienrichtung wirken. Die Liniendrehung wirkt sich nicht auf Flächen oder Stäbe aus, da diese ein eigenes Koordinatensystem verwenden.
Die lokalen Linienachsensysteme sind im Bild 4.102 dargestellt.
Bogen
Ein Bogen kann über folgende Parameter definiert werden:
- drei Knoten
- Mittelknoten, Randknoten und Öffnungswinkel
- Randknoten und Radius, Öffnungswinkel oder Stich
- Tangenten und Radius
Im Abschnitt Knoten am Bogen können Anfangs-, Stütz- und Endknoten direkt angegeben, grafisch ausgewählt oder neu angelegt werden. Die Reihenfolge der Knoten wird in der kleinen Dialoggrafik veranschaulicht.
Aus den drei Knoten werden die Bogen-Parameter ermittelt, die im Abschnitt unterhalb angezeigt werden. Es ist dort auch möglich, den Radius r, Stich h oder Öffnungswinkel α zu ändern. Die Knotenkoordinaten werden entsprechend angepasst.
Im Abschnitt Mittelpunkt des Bogens erscheinen die Koordinaten des Bogenmittelpunkts, die sich aus den Bogenknoten bzw. -parametern ergeben.
Bei manuellen Änderungen oder grafischer Auswahl mit werden die Koordinaten der Knoten ebenfalls angepasst.
In der Liste Nachträgliches Ändern durch Verschieben des Knotens kann festgelegt werden, von welchem Knoten die Koordinaten geändert werden sollen.
Wird der Bogen grafisch über eine der Schaltflächen gesetzt, können bei der Option mittels drei Knoten die Knoten direkt in der Grafik gewählt bzw. neu gesetzt werden.
Bei den übrigen Eingabemöglichkeiten sind wie in Bild 4.30 und Bild 4.31 links dargestellt zunächst zwei Knoten zu wählen. Dann sind in einem weiteren Dialog (rechts dargestellt) jeweils die Bogenparameter festzulegen.
Die Ebene des Bogens kann im Abschnitt Optionen (rechts im Bild 4.30 und Bild 4.31) aus der Liste gewählt werden. Der Öffnungswinkel wird entweder direkt grafisch oder über eine manuelle Eingabe und [Anwenden] festgelegt.
Ein bereits definierter Bogen lässt sich durch Doppelklicken der Linie anpassen. Im Register Bogen - 3 Knoten des Dialogs Linie bearbeiten können dann die Änderungen vorgenommen werden (siehe Bild 4.29).
Im Abschnitt Definitionstyp (rechts) ist der geeignete Bogenparameter aus der Liste zu wählen. Der Bogen kann dann direkt in der Grafik oder durch eine manuelle Eingabe und [Anwenden] gesetzt werden.
Das Eingabefeld bei Schrittweise steuert, in welchen Abständen der Mauszeiger beim Aufziehen des Radius, Winkels oder Stichs einrastet.
Die Richtung des Kreisbogens kann über das Kontrollfeld Orientierung umkehren beeinflusst werden: Es steuert, ob der Bogen „rechts“ oder „links“ der beiden Knoten angeordnet wird.
Kreis
Ein Kreis kann über folgende Parameter definiert werden:
- Drei Knoten
- Mittelpunkt und Radius
Der Radius als Kreis-Parameter und der Kreis-Mittelpunkt sind einzutragen oder mit grafisch festzulegen.
Der Punkt der Normale zur Kreisebene steuert, in welcher Ebene der Kreis generiert wird.
Über die drei Schaltflächen in diesem Abschnitt kann eine der globalen Achsen ausgewählt werden.
Wird der Kreis über eine der Symbolleisten-Schaltflächen grafisch gesetzt, können die drei Knoten bzw. Mittelpunkt und Radius direkt in der Grafik gewählt oder neu erstellt werden.
Ellipse
Zur Definition einer Ellipse sind drei Knoten erforderlich.
Die Knoten der Ellipse steuern die Generierung: Als Hauptachse der Ellipse wird derjenige Abstand angenommen, der zwischen den drei eingegebenen Knoten am größten ist.
Wird die Ellipse über die Symbolleisten-Schaltfläche grafisch definiert, kann sie direkt über die Angabe von drei Knoten in der Arbeitsebene gesetzt werden.
Elliptischer Bogen / Parabel / Hyperbel
Es können folgende Kegelschnittkurven als Linien definiert werden:
- Elliptischer Bogen
- Parabel
- Hyperbel
Im entsprechenden Register des Dialogs Neue Linie sind die Kurvenparameter (Brennpunkte, Öffnungswinkel, Achsendrehung etc.) manuell oder grafisch festzulegen.
Wird die grafische Eingabe über eine der Symbolleisten-Schaltflächen gewählt, können die Kurvenparameter direkt in der Grafik festgelegt werden.
Spline
Splines eignen sich sehr gut, um beliebige Kurven darzustellen. Die Eingabe dieser Linien erfolgt grafisch, indem die bestimmenden Knoten der gekrümmten Linie nacheinander ausgewählt oder per Mausklick neu angelegt werden.
NURBS
NURBS (Nicht-Uniforme Rationale B-Splines) werden zur Modellierung von Freiformflächen benötigt. Hier handelt es sich um Splines, deren Kontrollpunkte nicht auf der Kurve selbst liegen. Die Linien werden in der Regel grafisch eingegeben, indem die Kontrollpunkte nacheinander ausgewählt oder per Mausklick neu angelegt werden.
Trajektorienkurve
Mit Trajektorienkurven können spiralförmige Linien erzeugt werden. Die Eingabe erfolgt in der Regel grafisch über die links dargestellte Schaltfläche. Es erscheint folgender Dialog:
Es sind zunächst die Koordinaten des Linienanfangs festzulegen. Damit wird der Abschnitt Parameter zugänglich, in dem die Gesamt-Drehung der Spirale vorgegeben werden kann.
Die Koordinaten des Linienendes sind dann wiederum grafisch anzugeben oder durch eine manuelle Eingabe und [Anwenden] festzulegen. Alternativ wird das Eingabefeld Länge benutzt. Die Koordinaten des Endpunktes werden dann unter Berücksichtigung der vorgegebenen Drehung in der Arbeitsebene ermittelt.
Eine bereits definierte Trajektorienkurve lässt sich durch Doppelklicken der Linie anpassen. Im Register Trajektorie des Dialogs Linie bearbeiten können dann die Änderungen vorgenommen werden.
Linie auf Fläche
Linien in ebenen Flächen werden in der Regel automatisch als integrierte Objekte erkannt, sodass hierfür meist der Linientyp Polylinie ausreichend ist. Um hingegen eine Linie in eine gekrümmte Fläche zu setzen, ist der Typ Linie auf Fläche zu verwenden. Mit dieser Option lassen sich auch Linien in ebene Flächen einfügen, die nicht parallel zu den globalen Achsen liegen − ohne ein neues Benutzerkoordinatensystem anlegen zu müssen.
Der Eingabedialog gleicht dem einer Polylinie (siehe Bild 4.24).
Die Anfangs- und Endknoten der Linie sind einzutragen oder grafisch auszuwählen. Über den schwebenden Dialog Neue Linie des Typs ‚Auf Fläche‘ lassen sich die Knoten auch direkt auf eine gekrümmte Fläche setzen, wenn die Fläche vorher selektiert wurde und die Darstellungsart Gefüllt oder Gefüllt transparent aktiv ist. Es werden Knoten des Typs Auf Fläche erzeugt.
Im Register Auf Fläche ist die Fläche festzulegen, in der die Linie liegt. Dort können auch die Parameter δ1 und δ2 der Anfangs- und Endknoten (siehe Bild 4.14) überprüft, jedoch nicht geändert werden.
Bei der grafischen Eingabe über die Schaltfläche [Linie auf Fläche] können die Knoten direkt auf die gekrümmten Flächen gesetzt werden. Bitte beachten Sie, dass die Darstellungsart Drahtmodell hierzu nicht geeignet ist.
Schnitt mittels zwei Linien / Schnitt mittels Schnittfläche
Die Linientypen Schnitt mittels zwei Linien und Schnitt mittels Schnittfläche stellen spezielle Linienfunktionen dar, die für das Zusatzmodul RF-ZUSCHNITT relevant sind. Damit lassen sich Schnittmuster über Teilstreifen definieren, wenn die Aufteilung der Membranfläche zu groß für den Zuschnitt ist. Diese Funktionen sind im Handbuch RF-FORMFINDUNG / RF-ZUSCHNITT, Kapitel 5.2 beschrieben.