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.
Norme
La superficie trasferisce momenti e forze delle membrane. Questo approccio descrive il comportamento generale di un modello di superficie omogeneo e isotropo. Le proprietà della 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 presenta una rigidezza uniforme in tutte le direzioni. Vengono trasferite solo le forze della membrana; nessun momento.
senza trazione della membrana
Vengono trasferiti solo i momenti e le forze della membrana sotto compressione. Per le forze della membrana che causano trazione, tuttavia, si verifica una rottura degli elementi della superficie interessati (esempio: un cuscinetto foro).
Trasferimento 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 XL, YL, ZL ).
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.
Quando si trasferiscono i carichi tramite "strisce di superficie", è possibile definire come la "distribuzione del carico" viene eseguita da RFEM. 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.
Le opzioni di input per "Larghezza della striscia" e "Coefficiente di campionamento" sono attive se la casella di controllo Impostazioni di distribuzione avanzate è stata selezionata nella sezione "Opzioni" a destra. Gli aggiustamenti sono necessari solo per le distribuzioni di carico problematiche. Facoltativamente, è possibile "Impostare il peso della superficie" per considerare il carico proprio di una vetrata, ad esempio.
Nella sezione "Rimuovi influenza da", è possibile escludere aste, linee e nodi dal trasferimento del carico (ad esempio controventi). Definisci gli oggetti individualmente o seleziona un oggetto template che sia parallelo alle aste o alle linee senza carico.
Quando le linee di contorno della superficie sono definite, le aste sottoposte a tensione, le linee e i nodi vengono visualizzati nella sezione "Oggetti caricati". Se si desidera impostare una distribuzione del carico specifica, selezionare la casella di controllo Coefficiente di distribuzione del carico nella scheda "Principale". Quindi, è possibile definire individualmente i coefficienti per gli oggetti portanti nella scheda Coefficienti di distribuzione del carico.
Quando si trasferiscono i carichi utilizzando le strisce di superficie, è possibile "considerare l'eccentricità dell'asta" o la "distribuzione della sezione" per determinare correttamente la posizione geometrica di un'asta o il suo offset. La casella di controllo "Trascura l'equilibrio dei momenti" è disattivata per impostazione predefinita. In questo modo, il momento è formato dai carichi superficiali al baricentro e quindi confrontato con il momento dai carichi dell'asta al baricentro. L'immagine seguente mostra come un carico libero lineare è distribuito alle aste opposte con e senza considerare l'equilibrio dei momenti.
Tipo di geometria
Il tipo di geometria descrive il concetto formale di una superficie. Per la selezione nell'elenco sono disponibili vari tipi.
Piano
Nel caso di una superficie piana, tutte le linee di contorno giacciono su un piano. Utilizzare il pulsante elenco sulla barra degli strumenti per accedere a varie forme di superfici piane.
È possibile definire la superficie graficamente (dopo aver fatto clic su OK nella finestra di dialogo) disegnando un rettangolo, un cerchio e così via. Se si seleziona l'opzione "Seleziona contorno", RFEM riconoscerà automaticamente la superficie non appena sarà definito un numero sufficiente di linee di contorno.
quadrangolo
Nella sua forma di base, questo tipo di superficie descrive una superficie quadrilatera generale. È possibile utilizzare linee rette, archi, polilinee e spline che fungono da linee di contorno. Ciò consente la modellazione di superfici curve.
Definisci le linee di contorno della superficie quadrangolare nella finestra di dialogo "Nuova superficie". Se una superficie chiusa non può essere formata da quattro linee, sono consentite anche più di quattro linee. Quindi, nella scheda "Quadrangolo", è necessario specificare quattro nodi d'angolo. Controllano il modo in cui viene attraversata la superficie curva.
NURBS
Le superfici NURBS sono create da quattro linee NURBS chiuse (vedi il capitolo Linee). Quasi tutte le superfici di forma libera possono essere modellate in questo modo.
Definisci le linee di contorno della superficie NURBS nella finestra di dialogo "Nuova superficie". Le linee NURBS che formano coppie opposte devono avere lo stesso numero di punti di controllo in modo che l'ordine di queste linee NURBS sia "compatibile". Nella scheda "NURBS", è quindi possibile specificare la forma della superficie tramite "Pesi dei punti di controllo". Le coordinate del punto di controllo selezionato devono essere inserite nella sezione "Coordinate - Punto di controllo".
Tagliata
Quando le superfici si intersecano, è possibile creare rapidamente l'intersezione corrispondente: Seleziona le superfici, quindi apri il menu di scelta rapida. Per la selezione sono disponibili diverse opzioni.
Se si seleziona l'opzione "Crea intersezione", viene generata solo la linea di intersezione. Se si seleziona una delle opzioni "Dividi per intersezione", RFEM crea superfici parziali e assegna loro il tipo "Rifilate". Successivamente, è possibile eliminare i componenti se si desidera rimuovere, ad esempio, le superfici sporgenti.
Rotatorio
Una superficie ruotata viene generata quando una linea esistente viene ruotata attorno ad un asse. RFEM crea la superficie dai nodi iniziali e finali, nonché dai punti di definizione ruotati della linea. In questo processo vengono generate nuove linee.
Nella scheda "Ruotata", definire la linea di contorno della superficie da ruotare. Inserire l'angolo di rotazione α. È possibile definire i punti dell'asse di rotazione utilizzando le coordinate o il
per modificare.
Tubo
Una superficie del tubo viene generata quando la linea centrale del tubo viene ruotata di un certo raggio attorno all'asse. In questo processo vengono generate nuove linee: due cerchi e una polilinea parallela all'asse del tubo.
Definisci il raggio del tubo nella scheda "Tubo". Questo valore descrive la distanza dall'asse del tubo al centro della superficie. Inserire il numero della linea centrale o selezionare graficamente l'asse del tubo utilizzando il pulsante
per modificare.
Se la sezione del tubo è conica, attivare la casella di controllo "Raggio diverso alla fine" e inserire un valore corrispondente.
Spessore con materiale
Seleziona il tipo appropriato nell'elenco degli spessori disponibili o definisci un nuovo spessore (vedi il capitolo Spessori).
Materiale dello spessore
Il materiale dello spessore definito nella sezione di dialogo sopra è preimpostato. Se necessario, è possibile selezionare un materiale diverso nell'elenco dei materiali già creati o definirne uno nuovo (vedere il capitolo Materiali). Il materiale viene quindi assegnato al tipo di spessore.
Vincoli interni
Una cerniera può essere utilizzata per controllare il trasferimento delle forze interne e dei momenti lungo una linea della superficie (vedi il capitolo Vincoli interni delle linee). Dopo aver selezionato la casella di controllo, è possibile definire il tipo di cerniera nella scheda "Cerniere".
Assistenza
Se la superficie ha fondazioni elastiche, è possibile selezionare un vincolo esterno della superficie nella scheda "Vincolo esterno" o definirne uno nuovo (vedere il capitolo Vincoli esterni delle superfici).
Svincolo
Per disaccoppiare il modello sulla superficie, è possibile selezionare uno svincolo superficiale nella scheda "Svincoli" o definirne uno nuovo (vedere il capitolo Svincoli superficiali).
Eccentricità
Un'eccentricità può essere utilizzata per modellare un offset di altezza per l'intera superficie (vedere il capitolo Eccentricità delle superfici). È possibile definire il tipo di offset nella scheda "Eccentricità".
Coefficiente di distribuzione del carico
Per una superficie del tipo Trasferimento del carico, è possibile definire i coefficienti di distribuzione per gli oggetti che trasferiscono il carico. Se si seleziona la casella di controllo, è possibile assegnare i coefficienti individualmente in una nuova scheda.
Gli oggetti caricati della superficie di trasferimento del carico sono preimpostati in una riga. Un coefficiente di 1.00 è assegnato a ciascun oggetto in modo che tutti gli oggetti contribuiscano allo stesso modo al trasferimento del carico. Se si desidera una distribuzione specifica, fare clic sulla riga libera successiva e selezionare la linea o l'asta. Quindi, assegnare il "Coefficiente di distribuzione" appropriato.
Infittimento della mesh
La dimensione della mesh della mesh EF può essere adattata alla geometria della superficie (vedere il capitolo Infittimenti della mesh delle superfici). Pertanto, è indipendente dalle impostazioni generali della mesh. Nella scheda "Infittimento della mesh", è possibile selezionare un infittimento della mesh di superficie o definirne uno nuovo.
Assi specifici
Ciascuna superficie ha un sistema di coordinate locali. Di solito, è allineato parallelamente agli assi globali. Tuttavia, il sistema di coordinate può anche essere definito dall'utente separatamente per l'input e l'output.
Assi per input
L'orientamento degli assi di input è importante, ad esempio, per le proprietà ortotrope e delle fondazioni o per l'effetto di un carico superficiale.
L'elenco nella sezione "Categoria" fornisce varie opzioni per la regolazione della posizione dell'asse:
- Rotazione angolare: Rotazione degli assi della superficie xy intorno all'asse z con un angolo α
- Asse parallelo alle linee: Allineamento dell'asse x o y con una linea
- Asse diretto al punto: Allineamento dell'asse x o y con il punto di intersezione di una linea e una superficie
- Asse parallelo al sistema di coordinate: Allineamento degli assi con un sistema di coordinate definito dall'utente
È anche possibile esportare graficamente gli oggetti di riferimento utilizzando il file
per modificare.
La casella di controllo "Inverti asse z locale" consente di allineare gli assi z e y nella direzione opposta.
Assi per risultati
Attualmente, l'orientamento degli assi dei risultati è possibile solo per un'impostazione "identica agli assi di input".
Griglia per risultati
Ogni superficie è coperta da una griglia, che viene utilizzata per i risultati mostrati nelle tabelle. Consente un output di risultati in punti di risultati equidistanti e regolabili, che è indipendente dalla mesh EF.
L'impostazione predefinita è una griglia di superfici cartesiana con distanze regolari di 0,5 m tra i punti della griglia in entrambe le direzioni. Se necessario, è possibile regolare le "distanze della griglia" nella direzione x (b) e y (h), applicare una "rotazione della griglia" o modificare l'"origine della griglia". Per le superfici circolari, il tipo di griglia "Polare" fornisce un'alternativa per l'output dei risultati numerici.
Se si attiva la casella di controllo "Adatta automaticamente" nella sezione "Opzioni", i punti della griglia saranno adattati alla nuova geometria quando si cambia la superficie.
Nella sezione "Punti", è possibile controllare le coordinate dei punti della griglia generati. Non è possibile modificare la tabella.
Oggetti integrati
In generale, RFEM rileva automaticamente tutti gli oggetti che giacciono su una superficie che non sono utilizzati per la definizione della superficie.
I numeri dei nodi, delle linee e delle aperture relativi alla superficie sono specificati nella sezione "Oggetti integrati nella superficie".
Se un oggetto non viene riconosciuto, è necessario integrarlo manualmente: Disattiva il rilevamento automatico degli oggetti. Ora, le caselle di testo di input nella sezione "Oggetti integrati nella superficie" diventano accessibili. Aggiungi il numero dell'oggetto mancante o utilizza il
, pulsante per determinare l'oggetto graficamente.
Disattiva per il calcolo
Questa casella di controllo offre la possibilità di non considerare la superficie per il calcolo; ad esempio, per simulare le fasi costruttive o per analizzare diverse versioni di modellazione. In questo caso, la rigidezza, le condizioni al contorno e i carichi della superficie non vengono applicati.
Informazioni | Analitiche
Questa sezione di dialogo viene visualizzata dopo aver definito le linee di contorno della superficie. Fornisce una panoramica di importanti proprietà della superficie, come area, volume e massa, nonché la posizione del centro di gravità e l'orientamento della superficie. Le aperture sono prese in considerazione di conseguenza.
