Un grado di libertà è il numero di possibili movimenti di un sistema strutturale. I gradi di libertà possono essere utilizzati per descrivere spostamenti e rotazioni in un punto nodale. Pertanto, ogni grado di libertà consente uno spostamento o una rotazione in una determinata direzione. In un calcolo FEA, anche i gradi di libertà sono incognite nei punti nodali che devono essere determinati per risolvere il sistema di equazioni.
supporto-tecnico
Ogni struttura trasferisce le sue forze dall'alto verso il basso nelle fondazioni. Le fondazioni sono idealizzate come supporti nell'ingegneria strutturale. Devono essere intesi come gradi di libertà e quindi formano le condizioni al contorno per una struttura. Vale a dire, impediscono lo spostamento o la rotazione in una certa direzione, in modo che non si possano verificare deformazioni. A seconda della definizione, i vincoli esterni possono limitare determinati gradi di libertà.
Gradi di libertà per calcoli 2D e 3D
- Una struttura planare (2D) ha tre possibilità di movimento (gradi di libertà): uno spostamento nella direzione orizzontale X, uno spostamento e nella direzione verticale Z, nonché una rotazione intorno all'asse globale Y. I gradi di libertà non disponibili non possono essere selezionati nel programma o sono visualizzati in grigio.
- Una struttura spaziale (3D), d'altra parte, ha sei possibilità di movimento: tre spostamenti e tre rotazioni, rispettivamente in direzione X, Y e Z.
Vincoli esterni in RFEM e RSTAB
I vincoli esterni vengono utilizzati per trasferire i carichi applicati ad un sistema strutturale nelle fondamenta. Senza nessun vincolo esterno, tutti i nodi sarebbero liberi e potrebbero essere spostati, o ruotati. Se si desidera che un nodo abbia la funzione di un vincolo esterno, si dovrà diminuire almeno uno dei suoi gradi di libertà, per esempio con una molla o caricato con un cedimento vincolare anelastico. Inoltre, il nodo deve essere una parte di una superficie o di un'asta. È anche necessario considerare le condizioni al contorno delle aste per escludere i doppi svincoli sui nodi supportati.
I vincoli esterni dei nodi sono necessari per poter applicare gli spostamenti generalizzati imposti.
Ai vincoli esterni dei nodi si possono attribuire proprietà non lineari (criteri di rottura per trazione o per forze di compressione, diagrammi di lavoro o di rigidezza).
La finestra di dialogo "Nuovo vincolo esterno del nodo" fornisce pulsanti per diversi tipi di vincolo, rendendo più semplice la definizione dei gradi di libertà. Hanno le seguenti proprietà del vincolo esterno:
