Wprowadzanie danych
Po zamodelowaniu konstrukcji w programie RFEM można rozpocząć proces wyszukiwania kształtu (form-finding). W programie RFEM 6 odbywa się to poprzez przypisanie obciążenia typu form-finding do takich elementów, jak membrany i kable. Obciążenie należy zdefiniować w wyłącznym przypadku obciążenia z kategorią przypadku obciążenia „Sprężenie”, jak pokazano na rysunku 1.
Dane wejściowe dla obciążenia powierzchniowego typu "form-finding" zastosowanego do membran obejmują metodę obliczeń (standardowa lub rzutowanie), definiowanie kształtu (siła lub naprężenie) oraz wielkość powiązanego obciążenia (rysunek 2).
W rzeczywistości standardowa metoda opisuje wektor, który może poruszać się swobodnie w przestrzeni, aż osiągnie pozycję docelową, podczas gdy metoda rzutowania opisuje wektor, który może poruszać się częściowo w przestrzeni i jest zamocowany do swoich współrzędnych XY. Z reguły należy preferować metodę standardową. Metoda rzutowania jest odpowiednia dla modeli, które są rozpięte wokół osi środkowej (kształty stożkowe).
Należy pamiętać, że aby zastosować ortotropowe naprężenie wstępne powierzchni, w oknie dialogowym powierzchni powinna być zaznaczona opcja Oś właściwa w zakładce Główne, a parametry wejściowe na rysunku 3 muszą zostać odpowiednio dostosowane.
Obciążenie prętowe typu "form-finding" może być geometryczne lub wprowadzone jako siła. Pierwsza opcja może być definiowana za pomocą długości, długości w stanie nieobciążonym i ugięcia (wraz z maksymalnym i ugięciem pionowym w najniższym punkcie). Ilustruje to rysunek 4. Te ostatnie można zdefiniować jako siła w pręcie, rozciąganie na końcach, pozioma składowa rozciągająca lub gęstość sił (rysunek 5).
Ustawienia analizy
Ustawienia analizy można zdefiniować w sposób pokazany na rysunku 6. W ten sposób użytkownik może określić, w ilu iteracjach mają być wykonane obliczenia metodą znajdowania kształtu, które mają spowodować naprężenie wstępne elementów o zdefiniowanej wcześniej wartości. W przypadku przekroczenia tej wartości granicznej program wielokrotnie zatrzymuje się, a podczas obliczeń dla form-findingu następuje naprężenie wstępne o wartości początkowej. W rzeczywistości zwiększenie dopuszczalnych iteracji może prowadzić do lepszej zbieżności.
Następnie można dostosować Prędkość zbieżności, która kontroluje stateczność obliczeń. Podczas obliczeń znajdowania kształtu do powierzchni membrany sztywność bezwzględna jest stosowana, ale użytkownik może zwiększyć sztywność, definiując wartość mniejszą niż 1. Skutkuje to mniejszą zbieżnością, ale większą stabilnością obliczeń.
W ustawieniach dostępna jest również opcja integracji wstępnego znajdowania kształtu. W ramach wstępnego znajdowania kształtu elementy powierzchni ES są przesuwane przy użyciu prostej liniowej metody siła-gęstość. W ten sposób droga między pozycją początkową a pozycją docelową jest zazwyczaj redukowana w przypadku rzeczywistej iteracyjnej procedury znajdowania kształtu. Pozwala to zaoszczędzić pewien czas obliczeniowy, a globalny proces znajdowania kształtu jest szybszy.
Wyniki
Po obliczeniu przypadku obciążenia odkształcenia oraz wyniki prętów i powierzchni można wyświetlać graficznie za pomocą zakładki Wyniki w nawigatorze. Pierwsza opisuje odkształcenie między początkową wartością początkową a wyznaczonym kształtem równowagi, a druga obejmuje siły lub warunki naprężeń dla kształtu równowagi, z uwzględnieniem zdefiniowanych parametrów znajdowania kształtu. Przykłady takich wyników przedstawiono odpowiednio na rysunkach 7 i 8.
Późniejsze przyłożenie obciążenia
W tym momencie dostępne wyniki stanowią nową konfigurację modelu. W celu przeprowadzenia dalszych obliczeń konstrukcji i analizy statyczno-wytrzymałościowej całego modelu, program przenosi geometrię końcową, w tym odkształcenia w poszczególnych elementach, do tzw. stanu początkowego, który można następnie używać do analizy obciążeń i kombinacji obciążeń.
Tak więc, jeśli później konieczne jest przyłożenie określonego obciążenia, należy uwzględnić stan początkowy z przypadku obciążenia typu form-finding. Innymi słowy, odkształcenie pod względem kolejnych przypadków obciążeń dotyczy wyznaczonego wcześniej kształtu równowagi.
Opcja uwzględnienia stanu początkowego z przypadku obciążenia polegającego na znajdowaniu kształtu może zostać aktywowana, jak pokazano na rysunku 9. Przykład takiego przyłożenia obciążenia pokazano na rysunku 10, gdzie śnieg jest przykładany w odniesieniu do kształtu równowagi lekkiej konstrukcji.
