Ввод данных
После того, как конструкции смоделированы в программе RFEM, можно приступить к процессу поиска формы. В программе RFEM 6 это выполняется путем присвоения нагрузки поиска формы таким элементам, как мембраны и тросы. Нагрузка должна быть задана в специальном загружении с категорией «предварительное напряжение», как показано на рисунке 1.
Вводные данные для поверхностной нагрузки поиска формы у мембраны включают в себя метод расчета (стандартный или проекционный), определение поиска формы (сила или напряжение) и величину соответствующей нагрузки (рисунок 2).
Стандартный метод расчета описывает вектор, который может свободно перемещаться в пространстве до заданного положения, в то время как проекционный метод описывает вектор, который частично перемещается в пространстве и зафиксирован в своих координатах XY. Как правило, предпочтительнее применение стандартного метода. Проекционный метод подходит для моделей, расположенных вокруг центральной оси (конические формы).
Важно отметить, что для применения ортотропного предварительного напряжения поверхности следует отметить «Специальную ось» во вкладке Основное окна поверхности и соответствующим образом настроить входные параметры на рисунке 3.
Нагрузка на стержень с типом поиск формы, напротив, может быть задана геометрически или в виде силы. Геометрически ее можно задать по длине, ненагруженной длине и провесу (включая максимальный провес и вертикальный провес в низшей точке). Это показано на рисунке 4. Нагрузку также можно задать как силу в стержне, растяжение на концах, горизонтальную составляющую растяжения или как плотность силы (рисунок 5).
Параметры расчёта
Настройки расчета можно задать так, как показано на рисунке 6. Таким образом, пользователь может указать, в каком количестве итераций расчет с поиском формы будет применять к элементам преднапряжение с заданным ранее значением. Если предел превышен, то программа систематически прерывает работу и применяет преднапряжение с начальным значением расчета с поиском формы. Фактически, увеличение допустимых итераций может привести к лучшей сходимости.
Затем можно настроить скорость сходимости, которая определяет устойчивость расчета. Расчёт поиска формы применяет абсолютную жёсткость к поверхностям мембраны, но пользователь может увеличить жёсткость, задав значение меньше 1. Это приводит к более медленной сходимости, но более высокой стабильности вычислений.
В настройках также содержится возможность интегрировать предварительный поиск формы. Предварительный поиск формы перемещает конечные элементы поверхности с помощью простого линейного метода плотности сил. Таким образом для фактического итерационного процесса поиска формы обычно сокращается путь между исходным и целевым положением. Это экономит определенное время, а общий процесс поиска формы ускоряется.
Результаты
После расчёта загружения можно графически изобразить результаты деформаций, а также стержней и поверхностей на вкладке «Результаты» навигатора. Первые описывают деформацию между начальной и найденной равновесной формой, а вторые включают в себя условия действия силы или напряженные состояния для равновесной формы с учетом заданных параметров поиска формы. Примеры данных результатов показаны на рисунке 7 и рисунке 8.
Последующее приложение нагрузки
На этой стадии, полученные результаты представляют собой новую конфигурацию модели. Для дальнейших вычислений и статического расчета всей модели, программа переводит геометрию найденной формы, включая поэлементные деформации, в универсальное исходное состояние для применения в загружениях и сочетаниях нагрузок.
Если вы хотите после этого применить определенную нагрузку, то необходимо учесть начальное состояние из загружения с поиском формы. Это означает, что деформация в отношении последующих загружений относится к ранее найденной форме равновесия.
Опцию учета начального состояния из загружения с поиском формы можно активировать способом, показанным на рисунке 9. Пример такого приложения нагрузки приведён на рисунке 10, где снег приложен относительно равновесной формы лёгкой конструкции.
