Superfici

Le superfici descrivono la geometria di componenti strutturali piani o curvi le cui dimensioni della superficie sono significativamente maggiori degli spessori. La rigidezza di una superficie risulta dal suo materiale e dallo spessore. Quando si genera la mesh EF, sulle superfici si creano gli elementi 2D. Sono applicati nell'asse baricentrico della superficie per i calcoli.

Per inserire le superfici, è possibile utilizzare qualsiasi "Linea di contorno" esistente. È anche possibile utilizzare l'input diretto, con il programma che crea automaticamente qualsiasi linea di definizione.

La scheda '''Principale''' gestisce i parametri di base della superficie. Attivando le caselle di controllo, vengono aggiunte ulteriori schede in cui è possibile inserire informazioni specifiche.

Tipo di rigidezza

Il tipo di rigidezza controlla il modo in cui le forze interne e i momenti possono essere assorbiti o quali proprietà sono richieste per la superficie.

Nell'elenco sono disponibili vari tipi di rigidezza.

Norma

La superficie trasferisce i momenti e le forze membranali. Questo approccio descrive il comportamento generale di un modello di superficie omogeneo e isotropo. Le proprietà di rigidezza della superficie non dipendono dalle direzioni.

Senza spessore

La superficie non ha rigidezza. Questo tipo deve essere utilizzato per le superfici al contorno di un solido.

Incastrato

Questo tipo di rigidezza consente di modellare superfici molto rigide per modellare un collegamento rigido tra oggetti.

Membrana

La superficie ha una rigidezza uniforme in tutte le direzioni. Tuttavia, vengono trasferite solo le forze della membrana nello stato di trazione (n_x, n_y ) e le forze di taglio della membrana (n_xy ). Bei Druck- und Querkräften sowie Momenten fallen die betroffenen Flächenelemente aus.

senza trazione della membrana

Vengono trasferiti solo i momenti e le forze membrali di compressione. Per le forze della membrana che causano trazione, tuttavia, si verifica una rottura degli elementi della superficie interessati (esempio: foro del cuscinetto).

Trasferimento del carico

La superficie non ha rigidezza. Con questo tipo di rigidezza, qualsiasi carico superficiale può essere applicato ad aree che non sono riempite da superfici, come i carichi del vento su finestre o aste di capannoni. Il carico di questa superficie è distribuito ai bordi o agli oggetti integrati. Se vengono generati carichi delle aste, il carico viene convertito nelle direzioni globali in relazione alle lunghezze reali dell'asta (direzioni del carico X_L, Y_L, Z_L ).

È possibile definire i criteri per il "Trasferimento del carico" in una nuova scheda.

La "Direzione di trasferimento del carico" descrive la direzione(i) in cui il carico dovrebbe essere applicato agli oggetti. L'elenco fornisce le opzioni per una distribuzione isotropa basata sui calcoli FEA e per una disposizione ortotropa su strisce di superficie che sono applicate a uno o entrambi gli assi della superficie locale per determinare la larghezza dell'applicazione del carico.

Nel caso di "Isotropo | FEA", RFEM utilizza un sottomodello separato per determinare la distribuzione del carico dove la superficie è rappresentata da un elemento di superficie rigida. Tutti gli oggetti integrati nella superficie (aste, vincoli esterni delle linee e dei nodi, linee, accoppiamenti o nodi collegati agli elementi del modello, ecc.) sono sostituiti da linee rigide o vincoli esterni dei nodi. Le reazioni di questo modello parziale vengono quindi applicate come carichi per il calcolo 3D di RFEM. Se alcuni oggetti non devono trasferire alcun carico, è possibile specificarli nella sezione "Rimuovi influenza da" della finestra di dialogo.

Bei der Lastübertragung über Flächenstreifen können Sie festlegen, wie RFEM die 'Lastverteilung' vornehmen soll. Per impostazione predefinita, il carico è distribuito con una distribuzione variabile sugli oggetti adiacenti. Tuttavia, se si desidera ottenere una distribuzione del carico uniforme, selezionare la voce corrispondente nell'elenco. La differenza tra le due opzioni è mostrata nell'immagine seguente.

Die Eingabemöglichkeiten für die 'Flächenstreifenbreite' und den 'Glättungsfaktor' sind zugänglich, wenn im Abschnitt 'Optionen' das Kontrollfeld Erweiterte Verteilungseinstellungen aktiviert ist. Gli aggiustamenti sono necessari solo per le distribuzioni di carico problematiche. L'effetto dei due parametri è spiegato nell'articolo della Knowledge Base Impostazioni avanzate di distribuzione per le superfici di trasferimento del carico utilizzando un esempio. Optional können Sie ein 'Flächengewicht festlegen', um beispielsweise die Eigenlast einer Verglasung zu berücksichtigen.

Im Abschnitt 'Ohne Wirkung auf' können Sie Stäbe, Linien und Knoten vom Lastabtrag ausschließen (zum Beispiel Verbände). Legen Sie die Objekte einzeln fest oder wählen ein Musterobjekt aus, das parallel zu den lastfreien Stäben oder Linien liegt.

Wenn die Begrenzungslinien der Fläche definiert sind, werden im Abschnitt 'Belastete Objekte' die belasteten Stäbe, Linien und Knoten angegeben. Falls Sie eine spezifische Lastverteilung wünschen, haken Sie im Register 'Basis' das Kontrollfeld Lastverteilungsfaktor an. Sie können dann die Beiwerte für die lastabtragenden Objekte im Register Lastverteilungsfaktoren individuell festlegen.

Bei der Lastübertragung über Flächenstreifen können Sie die 'Stabexzentrizität' oder die 'Querschnittsverteilung' berücksichtigen, um die geometrische Lage eines Stabes oder dessen Verlauf (siehe Kapitel Querschnitt) korrekt zu erfassen. Das Kontrollfeld 'Momentengleichgewicht vernachlässigen' ist per Voreinstellung nicht aktiviert. Damit wird das Moment aus den Flächenlasten zum Schwerpunkt gebildet und mit dem Moment aus den Stablasten zum Schwerpunkt abgeglichen. Für Knotenlasten ist diese Option jedoch ohne Bedeutung. Das folgende Bild zeigt, wie eine freie Linienlast mit und ohne Berücksichtigung des Momentengleichgewichts auf die gegenüberliegenden Stäbe verteilt wird.

Tipo di geometria

Der Geometrietyp beschreibt das formale Konzept einer Fläche. Per la selezione nell'elenco sono disponibili vari tipi.

Piano

Bei einer ebenen Fläche liegen alle Begrenzungslinien in einer Ebene. Über die Listenschaltfläche sind verschiedene Formen ebener Flächen zugänglich.

Sie können die Fläche (nach OK im Dialog) grafisch durch das Aufziehen eines Rechtecks, Kreises etc. definieren. Falls Sie deren 'Begrenzung wählen', erkennt RFEM die Fläche automatisch, sobald eine ausreichende Anzahl an Begrenzungslinien feststeht.

quadrangolo

Dieser Flächentyp beschreibt in seiner Grundform eine allgemeine vierseitige Fläche. Als Begrenzungslinien sind gerade Linien, Bögen, Polylinien und Splines möglich. Damit lassen sich gekrümmte Flächen modellieren.

Legen Sie im Dialog 'Neue Fläche' die Begrenzungslinien der Quadrangelfläche fest. Falls die geschlossene Fläche nicht durch vier Linien gebildet werden kann, sind auch mehr als vier Linien zulässig. Im Register 'Quadrangel' werden dann die vier Eckknoten angegeben. Sie steuern, wie die gekrümmte Fläche aufgespannt wird.

NURBS

NURBS-Flächen werden aus vier geschlossenen NURBS-Linien (siehe Kapitel Linien) gebildet. Damit lassen sich nahezu beliebige Freiformflächen modellieren.

Legen Sie im Dialog 'Neue Fläche' die Begrenzungslinien der NURBS-Fläche fest. Die jeweils gegenüberliegenden Paare der NURBS-Linien müssen die gleiche Anzahl an Kontrollpunkten aufweisen, damit die Ordnung dieser NURBS-Linien "kompatibel" ist. Im Register 'NURBS' können Sie dann die Form der Fläche über die 'Kontrollpunktgewichte' beeinflussen. Die Koordinaten des selektierten Kontrollpunkts werden im Abschnitt 'Koordinaten - Kontrollpunkt' angegeben.

Tagliata

Wenn sich Flächen durchdringen, können Sie die Durchdringung schnell erzeugen: Selektieren Sie die Flächen und rufen dann das Kontextmenü auf. Per la selezione sono disponibili diverse opzioni.

Mit der Option 'Durchdringung erzeugen' wird nur die Verschneidungslinie generiert. Wenn Sie eine der Optionen 'Mittels Durchdringung teilen' auswählen, erzeugt RFEM Teilflächen und weist diesen den Typ 'Gestutzt' zu. Sie können dann Komponenten löschen, wenn Sie beispielsweise überstehende Flächen entfernen wollen.

Rotatorio

Eine Rotationsfläche entsteht, wenn eine vorhandene Linie um eine Achse gedreht wird. RFEM erzeugt die Fläche aus den Anfangs- und Endknoten sowie den rotierten Definitionspunkten der Linie. Dabei werden neue Linien generiert.

Legen Sie im Register 'Rotation' die Begrenzungslinie der Fläche fest, die rotiert werden soll. Geben Sie den Rotationswinkel α an. Die Punkte der Rotationsachse können Sie über die Koordinaten oder mit der Schaltfläche pulsante.

Tubo

Eine Rohrfläche entsteht, wenn die Mittellinie des Rohrs in einem Radius um diese Achse gedreht wird. Dabei werden neue Linien generiert: zwei Kreise und eine zur Rohrachse parallele Polylinie.

Legen Sie im Register 'Rohr' den Radius des Rohrs fest. Dieser Wert beschreibt den Abstand von der Rohrachse zum Zentrum der Fläche. Geben Sie die Nummer der Mittellinie an oder wählen die Rohrachse mit der Schaltfläche pulsante.

Falls der Rohrquerschnitt konisch verläuft, aktivieren Sie das Kontrollfeld 'Unterschiedlicher Radius am Ende' und geben den entsprechenden Wert an.

Spessore con materiale

Wählen Sie in der Liste der vorhandenen Dicken den geeigneten Typ aus oder definieren eine neue Dicke (siehe Kapitel Dicken).

Materiale dello spessore

Das Material der im Abschnitt oberhalb festgelegten Dicke ist voreingestellt. Falls erforderlich, können Sie in der Liste der bereits angelegten Materialien ein anderes Material auswählen oder auch neu definieren (siehe Kapitel Materialien). Dieses Material wird dann dem Dickentyp zugewiesen.

Vincoli interni

Mit einem Gelenk kann die Übertragung der Schnittgrößen entlang einer Linie der Fläche gesteuert werden (siehe Kapitel Liniengelenke. Nach dem Anhaken des Kontrollfeldes können Sie den Gelenktyp im Register 'Gelenke' festlegen.

supporto-tecnico

Wenn die Fläche elastisch gebettet ist, können Sie im Register 'Lager' das Flächenlager auswählen oder neu definieren (siehe Kapitel Flächenlager).

Svincolo

Um das Modell an der Fläche zu entkoppeln, können Sie im Register 'Freigabe' eine Flächenfreigabe auswählen oder neu definieren (siehe Kapitel Flächenfreigaben).

Eccentricità

Mit einer Exzentrizität lässt sich ein Höhenversatz der gesamten Fläche modellieren (siehe Kapitel Flächenexzentrizitäten). Sie können den Versatztyp im Register 'Exzentrizität' festlegen.

Lastverteilungsfaktor

Für eine Fläche des Typs Lastübertragung besteht die Möglichkeit, Verteilungsfaktoren für die lastabtragenden Objekte festzulegen. Wenn Sie das Kontrollfeld anhaken, können Sie diese Faktoren in einem neuen Register individuell zuweisen.

Die belasteten Objekte der Lastübertragungsfläche sind in einer Zeile voreingestellt. Jedem Objekt ist der Faktor 1.00 zugeordnet, sodass alle Objekte einen gleichmäßigen Beitrag zur Lastübertragung leisten. Wenn Sie eine spezifische Verteilung wünschen, klicken Sie in die nächste freie Zeile und wählen die Linie oder den Stab aus. Weisen Sie dann den geeigneten 'Verteilungsfaktor' zu.

Infittimento della mesh

Die Maschenweite des FE-Netzes kann auf die Geometrie der Fläche abgestimmt werden (siehe Kapitel Flächennetzverdichtungen). Sie ist damit unabhängig von den allgemeinen Netzeinstellungen. Im Register 'Netzverdichtung' können Sie die Flächennetzverdichtung auswählen oder neu definieren.

Assi specifici

Ciascuna superficie ha un sistema di coordinate locali. Im Regelfall ist es parallel zu den globalen Achsen ausgerichtet. Das Koordinatensystem kann aber auch – getrennt für Eingabe und Ausgabe – benutzerdefiniert festgelegt werden.

Assi per input

Die Ausrichtung der Eingabeachsen ist beispielsweise für Orthotropie- und Bettungseigenschaften oder die Wirkung einer Flächenlast von Bedeutung.

Die Liste im Abschnitt 'Kategorie' bietet verschiedene Möglichkeiten, die Achsenlage anzupassen:

• Winkeldrehung: Drehung der xy-Flächenachsen um die z-Achse mit dem Winkel α
• Achse parallel zu Linien: Ausrichtung der x- oder y-Achse an einer Linie
• Achse gerichtet zu Punkt: Ausrichtung der x- oder y-Achse zum Schnittpunkt einer Linie mit der Fläche
• Achse parallel zum Koordinatensystem: Ausrichtung der Achsen zu einem benutzerdefinierten Koordinatensystem

Sie können die Bezugsobjekte über die Schaltfläche pulsante.

Das Kontrollfeld 'Lokale Achse z umkehren' ermöglicht es, die Achsen z und y entgegengesetzt auszurichten.

Assi per risultati

Aktuell ist die Ausrichtung der Ergebnisachsen nur 'Identisch mit den Eingabeachsen' möglich.

Griglia per risultati

Jede Fläche ist mit einem Raster überzogen, das für die Ergebnisausgabe in den Tabellen benutzt wird. Es ermöglicht eine vom FE-Netz unabhängige Ausgabe in regelmäßigen, anpassbaren Ergebnispunkten.

Als Standard ist ein kartesisches Flächenraster mit einem gleichmäßigen Abstand der Rasterpunkte von je 0,5 m in beide Richtungen voreingestellt. Falls erforderlich, können Sie hier die 'Rasterabstände' in x-Richtung (b) und in y-Richtung (h) anpassen, eine 'Rasterdrehung' vornehmen oder den 'Rasterursprung' ändern. Für kreisförmige Flächen bietet der Rastertyp 'Polar' eine Alternative für die numerische Ergebnisausgabe.

Ist im Abschnitt 'Optionen' das Kontrollfeld 'Automatisch anpassen' angehakt, so werden die Rasterpunkte beim Ändern der Fläche an die neue Geometrie angeglichen.

Im Abschnitt 'Punkte' können Sie die Koordinaten der generierten Rasterpunkte überprüfen. Änderungen in der Tabelle sind nicht möglich.

Oggetti integrati

RFEM erkennt in der Regel alle Objekte automatisch, die in der Fläche liegen, aber nicht für die Flächendefinition verwendet wurden.

Die Nummern der flächenzugehörigen Knoten, Linien und Öffnungen sind im Abschnitt 'Integrierte Objekte in Fläche' angegeben.

Falls ein Objekt nicht erkannt wird, sollten Sie es manuell integrieren: Deaktivieren Sie die Automatische Objekterkennung. Die Eingabefelder im Abschnitt 'Integrierte Objekte in Fläche' sind nun zugänglich. Ergänzen Sie die fehlende Objektnummer oder nutzen die Schaltfläche , um das Objekt grafisch zu bestimmen.

Lastübertragung aktivieren

Das Kontrollfeld ermöglicht es, die Belastung der Fläche – unabhängig von ihrem Steifigkeitstyp – mithilfe einer Lastübertragungsfläche zu verteilen. Damit wirkt die Fläche durch ihre Steifigkeit im Modell. Die Verteilung der Last auf die benachbarten Objekte hingegen wird über die Parameter gesteuert, die Sie im Register Lastübertragung festlegen können. Diese Funktion ist in erster Linie für Flächen des Dickentyps Balkenscheibe relevant.

Disattiva per il calcolo

Das Kontrollfeld bietet die Möglichkeit, die Fläche bei der Berechnung nicht zu berücksichtigen, beispielsweise um Bauzustände zu simulieren oder eine Modellierungsvariante zu untersuchen. Die Steifigkeit, Randbedingungen und Lasten der Fläche werden in diesem Fall nicht angesetzt.

Informazioni | Analitiche

Dieser Abschnitt wird angezeigt, sobald Sie die Begrenzungslinien der Fläche festgelegt haben. Er bietet eine Übersicht über wichtige Eigenschaften der Fläche wie Flächeninhalt, Volumen und Masse sowie Lage des Flächenschwerpunkts und Orientierung der Fläche. Öffnungen sind entsprechend berücksichtigt.