Przekroje

Przekrój jest wymagany do opisania właściwości pręta: Charakterystyki przekroju i przypisane właściwości materiału wpływają na sztywność pręta.

Nie każdy zdefiniowany przekrój musi zostać wykorzystany w modelu. Dzięki temu możliwe jest szybkie modelowanie wariantów bez konieczności usuwania przekrojów. Nie można przy tym jednak zmieniać numeracji przekrojów.

Okno dialogowe 'Nowy przekrój'

Nazwa

Dla przekroju można zdefiniować dowolną nazwę i właściwości. Jeżeli nazwa odpowiada pozycji w bibliotece, program RFEM importuje zapisane właściwości przekroju. Aby wybrać przekrój z biblioteki, należy kliknąć na końcu wiersza wprowadzania. Import przekrojów został opisany w rozdziale Biblioteka przekrojów.

W przypadku przekrojów z biblioteki właściwości przekroju są ustawione domyślnie i nie można ich zmienić. Wyjątek stanowią powierzchnie ścinania i wymiary dla nierównomiernych obciążeń termicznych.

W przypadku nazwy przekroju zdefiniowanej przez użytkownika wszystkie właściwości przekroju należy zdefiniować ręcznie. Przekrój ten można następnie wykorzystać do określenia sił wewnętrznych i momentów. Nie jest jednak możliwe obliczenie takiego przekroju, ponieważ nie można zdefiniować punktów naprężeniowych.

Główne

Zakładka Główne umożliwia zarządzanie podstawowymi parametrami przekroju.

Materiał

Do każdego przekroju musi być przypisany materiał. Można go wybrać z listy już zdefiniowanych materiałów. Przyciski znajdujące się obok pola tekstowego umożliwiają wybór materiału z biblioteki lub zdefiniowanie nowego (zob. rozdział Materiały).

Kategorie

Typ przekroju

W przypadku przekrojów z biblioteki 'Typ przekroju' jest ustawiony domyślnie zgodnie ze stosowaną w niej klasyfikacją (zob. rozdział Biblioteka przekrojów). Przekroje zdefiniowane przez użytkownika są przydzielane do typu 'Podstawowy'.

Lista typów przekrojów

Rodzaj produkcji

W przypadku przekrojów z biblioteki wyświetlany jest sposób produkcji profilu. Od niego zależą określone ustawienia projektowe, na przykład krzywe wyboczenia kształtowników zamkniętych formowanych na zimno.

Opcje

Dezaktywacja sztywności na ścinanie

Uwzględnienie sztywności na ścinanie powoduje wzrost odkształceń wywołanych siłami tnącymi. Odkształcenia pod wpływem ścinania odgrywają niewielką rolę w przypadku przekrojów walcowanych i spawanych. W przypadku przekrojów masywnych i drewnianych zaleca się jednak uwzględniać sztywność na ścinanie podczas analizy deformacji.

Dezaktywacja sztywności deplanacyjnej

Pole wyboru umożliwiające uwzględnienie sztywności deplanacyjnej jest aktywne, jeżeli w Danych podstawowych aktywowano rozszerzenie do analizy Skręcanie skrępowane. W tym przypadku można zdecydować, czy sztywność deplanacyjna przekroju zostanie zastosowana w obliczeniach z uwzględnieniem siedmiu stopni swobody.

Obrót przekroju

Obrót przekroju określa kąt, o jaki obrócony jest przekrój. Kąt obrotu α' można zdefiniować w zakładce Obrót przekroju.

Definiowanie obrotu przekroju i odbicia lustrzanego przekroju L.

W przypadku przekrojów niesymetrycznych w zakładce dostępne są również opcje 'Odbicia lustrzanego' przekroju. Pozwala to na przykład umieścić profil L we właściwej pozycji.

W przypadku importu przekroju z biblioteki lub programu RSECTION nie ma potrzeby określania kąta obrotu przekroju α'. Program RFEM importuje kąt automatycznie. W przypadku przekrojów zdefiniowanych przez użytkownika należy jednak samodzielnie określić kąt osi głównej i dostosować położenie poprzez obrót przekroju.

Hybrydowe

Opcja „Hybrydowa” jest dostępna dla przekrojów typu „Parametryczny – masywny II” oraz dla RSECTION przekroje składające się z kilku materiałów. W zakładce Hybrydowe można na przykład przyporządkować właściwości materiałowe do elementów składowych złożonych przekrojów drewnianych.

Definiowanie przekroju hybrydowego

Należy wprowadzić 'Materiał odniesienia' – jeden z materiałów składowych – który ma zostać użyty do określenia idealnych właściwości przekroju złożonego. Składowe sztywności elementów konstrukcyjnych są określane w odniesieniu do materiału odniesienia, z uwzględnieniem odpowiednich właściwości materiałowych. Wybór materiału odniesienia nie ma jednak wpływu na sztywność całego przekroju.

Model cienkościenny

Pole wyboru 'Model cienkościenny' pozwala określić, według jakiej teorii wyznaczone zostaną wartości dla przekrojów typu 'Standardowe - Stal' i 'Parametryczne - Cienkościenne'. Na przykład w przypadku przekroju masywnego powierzchnie ścinania i moment bezwładności przy skręcaniu są określane inną metodą, ponieważ rozwiązanie analityczne jest stosowane tylko dla przekrojów cienkościennych.

Notacja amerykańska dla charakterystyk przekrojów

Symbole właściwości przekrojów różnią się zgodnie z konwencją europejską i amerykańską. Przy użyciu tego pola wyboru można na przykład określić, czy momenty statyczne mają być oznaczone jako S czy Q.

Wygładzanie naprężeń w celu uniknięcia osobliwości

Wygładzanie naprężeń stosuje się szczególnie w przypadku złożonych przekrojów drewnianych, w celu uniknięcia osobliwości w obszarach połączeń. W tych obszarach naprężenia styczne często prowadzą do naprężeń szczytowych, które mają niekorzystny wpływ na obliczenia. Funkcja ta pozwala uzyskać lepszy rozkład naprężeń.

Porównanie funkcji 'Bez wygładzania naprężeń' (po lewej) i 'Z wygładzaniem naprężeń' (po prawej)

Właściwości przekrojów

W tej sekcji wyświetlane są najważniejsze właściwości przekroju. Inne parametry można znaleźć w zakładce Wartości przekroju.

Pola przekroju

Pola przekroju dzielą się na powierzchnię całkowitą 'Osiowa A' oraz powierzchnie ścinania 'Ścinanie A_y' i 'Ścinanie A_z'. Powierzchnia ścinania A_y odnosi się do momentu bezwładności I_z, a powierzchnia ścinania A_z - do momentu bezwładności I_y.

Poniższy artykuł techniczny zawiera informacje dotyczące wyznaczania powierzchni ścinania:
https://www.dlubal.com/pl/pomoc-techniczna-szkolenia/pomoc-techniczna/baza-informacji/000966

Powierzchnie ścinania mają wpływ na odkształcenie przy ścinaniu, które należy uwzględnić w szczególności w przypadku krótkich, masywnych prętów. W przypadku zmiany powierzchni ścinania należy unikać ekstremalnie małych wartości: powierzchnie ścinania są zawarte w mianowniku równań, mogą więc pojawić się problemy numeryczne.

Momenty bezwładności

Momenty bezwładności definiują sztywność przekroju z uwagi na obciążenie momentami: Moment bezwładności przy skręcaniu I_T opisuje sztywność na obrót względem osi podłużnej, momenty bezwładności przekroju I_y oraz I_z opisują sztywności na zginanie względem lokalnych osi y oraz z. Oś y przyjmuje się jako oś „mocną“. Wycinkowy moment bezwładności I_ω opisuje nośność na przekroju na deplanację.

W przypadku profili niesymetrycznych podane są momenty bezwładności względem osi głównych przekroju u i v. Lokalne osie przekroju są pokazane w oknie graficznym.

Właściwości przekroju i osie przekroju L.

Pola przekroju i momenty bezwładności można dostosowywać przy użyciu współczynników, definiowanych jako 'Modyfikacja konstrukcji' dla danego przekroju (zob. rozdział Modyfikacje konstrukcji).

Nachylenie osi głównych

Nachylenie osi głównych opisuje położenie osi głównych w odniesieniu do standardowego układu osi głównych przekrojów symetrycznych. W przypadku przekrojów niesymetrycznych jest to kąt α pomiędzy osią y a osią u (dodatni zgodnie z ruchem wskazówek zegara). Osie główne w przypadku przekrojów symetrycznych określane są jako y i z, a w przypadku przekrojów niesymetrycznych - jako u i v (zob. rysunek Właściwości przekroju i osie).

Nachylenie osi głównych jest obliczane z poniższego wzoru:

W przypadku przekrojów z biblioteki nie ma możliwości edycji nachylenia osi głównych. Przekrój można jednak obrócić o zdefiniowany przez użytkownika kąt: W tym celu w sekcji 'Opcje' należy zaznaczyć pole wyboru 'Obrót przekroju' (zob. rozdział Obrót przekroju).

Wymiary (dla nierównomiernych obciążeń temperaturą)

Wymiary dotyczące szerokości b i wysokości h przekroju są wymagane do obliczenia obciążeń termicznych.

Parametry przekroju

W zakładce Wartości przekroju wyszczególnione są właściwości przekroju.

Charakterystyki przekroju parametrycznego

Właściwości przekrojów parametrycznych są określane za pomocą RSECTION.

Statystyka

W zakładce Statystyka znajduje się przegląd wszystkich prętów w modelu, które stosują ten przekrój. Na przykład w pozycji 'Ciężar całkowity' można zobaczyć zestawienie stali lub szacunkową kalkulację kosztów.

Statystyka przekroju

Punkty

Geometria przekroju jest definiowana przez punkty. Stanowią one również podstawę dla linii.

Punkty przekroju

Współrzędne punktów definicji są wyświetlane w tabeli. Po wybraniu wiersza punkt ten jest wyświetlany w grafice przekroju w kolorze czerwonym. W przypadku przekrojów cienkościennych punkty definicji na liniach środkowych są oznaczone symbolem +. Wygenerowane punkty kontrolne dla łuków są oznaczone symbolem kłódki z +. Punkty na krawędziach przekroju wynikają z grubości elementów.

W przypadku łuków w sekcji 'Parametry' oprócz współrzędnych punktu widoczne są również parametry łuku.

Atrybuty linii i wypełnienia

przekroju są połączone liniami, tak że geometria przekroju jest zdefiniowana przez jego obrys. Linie stanowią również podstawę dla części.

Linie przekroju

W tabeli wyświetlane są punkty definicji linii oraz typy i długości linii. Po wybraniu wiersza linia jest wyświetlana w grafice przekroju w kolorze czerwonym.

Części

Z linii konturowych przekroju tworzona jest co najmniej jedna część.

Części przekroju

Dla każdego elementu przekroju w tabeli wyświetlane są linie definicji, materiał, pole przekroju i masa liniowa.

Punkty naprężeń

Punkty naprężeniowe są potrzebne do określenia naprężeń działających na przekrój. Wszystkie przekroje z biblioteki posiadają punkty naprężeniowe w miejscach istotnych dla obliczeń.

Okno dialogowe Punkty naprężeniowe składa się z maksymalnie czterech zakładek. Można tam wyświetlić współrzędne punktów naprężeniowych, momenty statyczne i współrzędne deplanacji wraz z odpowiednimi grubościami (dla przekrojów cienkościennych), a także naprężenia jednostkowe obliczone za pomocą analizy cienkościennej TWA (dla przekrojów cienkościennych). przekroje) oraz metodą elementów skończonych MES.

Kontrola punktów napięcia i wartości przekrojów

W oknie graficznym przekroju można sprawdzić momenty statyczne i rozkłady naprężeń. W tym celu należy kliknąć kolumnę z wartością lub wybrać typ z listy pod oknem graficznym.

Siatka ES

Ostatnia zakładka służy do zarządzania ustawieniami siatki ES, na podstawie których określane są właściwości przekroju i naprężenia jednostkowe.

Dwa pola wprowadzania umożliwiają wpływanie na dyskretyzację. Współczynnik mniejszy niż 1 powoduje powstanie drobniejszej siatki; współczynnik większy niż 1 powoduje powstanie siatki o większym zagęszczeniu. Zazwyczaj nie są tu konieczne żadne zmiany.