Risposta:
Per vincolare modelli di superfici, vengono utilizzati i vincoli lineari. L'analisi delle reazioni vincolari serve, ad esempio, per controllare la modellazione o per determinare le reazioni vincolari risultanti, in modo da poterle trasferire ad altre strutture. Se le condizioni di vincolo sono definite con non-linearità o se la linea di supporto è curvata, l'analisi tramite software è utile.
Per le strutture a telaio, questa analisi è semplice. Nel travetto a campata singola con sbalzo mostrato sotto, ci sono forze di taglio a sinistra e a destra del vincolo nodale, che sommate danno una reazione vincolare opposta. La somma delle forze di taglio e la reazione vincolare è zero.
Considera il salto di taglio e la reazione puntuale. In una struttura a telaio, questo andamento della forza di taglio è intuitivo. Negli impalcati a superfici, tale andamento non può essere sempre rappresentato tramite elementi finiti. In prossimità del vincolo puntuale o lineare, si verificano imprecisioni numeriche.
Iniziamo con l'analisi delle reazioni vincolari. Usiamo il modello strutturale precedente, scomponendo la sezione del tubo in superfici e modellando il vincolo sullo sbalzo come vincolo lineare non lineare.
Visualizzazione tramite info box
La reazione vincolare lungo la linea di vincolo è resa possibile dalla visualizzazione delle forze vincolari globali pz per unità di lunghezza. La somma delle forze vincolari riferite alla lunghezza è mostrata nell'info box e rappresenta la reazione vincolare risultante.
Visualizzazione tramite risultati
La reazione vincolare lungo la linea di vincolo può essere visualizzata tramite i risultati. La somma delle forze vincolari riferite alla lunghezza viene visualizzata attivando il pulsante "Smussamento costante".
Entrambe le possibilità sopra mostrano la reazione vincolare attesa di Fz = 15 kN.
Successivamente, proviamo a determinare la reazione vincolare risultante tramite i tagli di risultato. Per fare ciò, nel modello a superfici del telaio spiegato sopra, vengono creati tre tagli di risultato. I tagli 101 e 103 si trovano a sinistra e a destra della linea di vincolo, mentre il taglio 102 è posizionato direttamente sulla linea di vincolo. Nei tagli di risultato, è stata attivata la visualizzazione della distribuzione del carico risultante Pz.
Risultato, vedere immagine 5: Si nota che i tagli a destra e a sinistra della linea di vincolo mostrano i valori attesi per le forze di taglio di Vz = 5 kN e Vz = 10 kN rispettivamente. Il taglio 102 direttamente sulla linea di vincolo indica un valore inaspettato di Vz = 2,5 kN.
Se il taglio 102 fosse spostato di pochi millimetri a sinistra o a destra, apparirebbe come risultante il valore di 5 kN o 10 kN. Il taglio 102 direttamente sulla linea di vincolo si trova direttamente sul punto del salto di taglio. Pertanto, il valore della forza di taglio in questo punto è indifferente e non è possibile visualizzare un valore. Tuttavia, viene visualizzato un valore, perchè?
Qui ci si riferisce alle considerazioni iniziali sulle imprecisioni numeriche. Per chiarire, viene modellato un bastone di risultato nell'asse del modello a superfici che proietta su di sé i risultati delle superfici della sezione del tubo.
Risultato: Nel punto di vincolo lineare, dove avviene il salto di taglio nel telaio a bastone, si determina una linea di taglio con un incremento infinitamente grande, ma senza salto di taglio. Inoltre, la linea di taglio non interseca direttamente l'asse del bastone sulla linea di vincolo, ma accanto ad essa, vedi immagine 6.
Il taglio di risultato direttamente nel vincolo lineare è quindi completamente inadeguato per l'analisi delle reazioni vincolari risultanti. Le reazioni vincolari non vengono rilevate e in merito alle dimensioni del taglio, questo taglio fornisce risultati insensati.
