Ввод линейных шарниров
В RFEM 6 линейные шарниры можно задать с помощью меню «Вставить». Кроме того, они содержатся в навигаторе Данные как элемент «типы для линий» (рисунок 1). Способ их ввода мы поясним на примере соединения конструкции, показанного на рисунке 1.
Чтобы задать линейный шарнир для поверхностей, которые соприкасаются по одной линии, необходимо присвоить шарнир как линии, так и поверхности (как будет показано далее). Линейный шарнир можно задать на любой граничной линии поверхности, но не на линии, интегрированной в поверхность, как это было в RFEM 5.
Для этого в RFEM 6 необходимо сначала разделить поверхность линией пересечения для того, чтобы преобразовать линию, интегрированную в поверхность, в граничную линию. Это можно сделать с помощью функции «разделить поверхность пересекающими линиями» (рисунок 2). Если имеется только одна поверхность вместо двух отдельных поверхностей (например, только поверхность № 2 на рисунке 2), необходимо применить вышеупомянутую опцию для ее разделения и получения двух отдельных поверхностей, как в случае с поверхностью № 2 и поверхность № 3 на рисунке 1.
Условия шарнира
Ввод линейных шарниров фактически означает определение их степеней свободы. Вкладка «основные данные» в окне «новый линейный шарнир» определяет эти основные параметры, называемые «условия шарнира». В отличие от опор, степень свободы линейных шарниров активируется с помощью флажка (для опор, отметка флажка степеней свободы снимается). Линейный шарнир может иметь три поступательные степени свободы и одну вращательную. Первые определяют перемещения в направлении местных осей, тогда как вторая определяет поворот вокруг продольной оси.
Таким образом, для ввода шарнира необходимо сначала установить флажок для соответствующей оси. Затем можно константу поступательной или вращательной пружины задать равной нулю, либо задать «константу пружины» для того, чтобы смоделировать упругий шарнир.
Обратите внимание, что задание высвобождений линейного шарнира относится не к внутренним силам в поверхности, а к местной системе координат линейного шарнира. Степени свободы основаны на следующем задании осей: ось x указывает направление линии, ось y - это касательная к плоскости поверхности, а ось z - это нормаль к поверхности. Следовательно, степень свободы ux уменьшает передачу сил вдоль края поверхности, а φx соответствует шарнирному соединению.
В столбце «нелинейность» (рисунок 5) диалогового окна «новый линейный шарнир» можно задать передачу внутренних сил и моментов для каждого компонента. Хотя в данном примере выбрано значение «отсутствует», следующие опции содержатся в списке нелинейностей: «неподвижный при отрицательном/положительном n/mx » (можно задать, будет ли эффект шарнира задан только у положительных/отрицательных сил или моментов); «частичное действие» (можно самостоятельно определить тип и параметры положительной и отрицательной области); и «диаграмма» (можно с помощью ввода соответствующих значений задать любое количество определяющих точек для рабочей диаграммы).
Для шарнира φx с нелинейными свойствами также можно задать диаграмму силы/момента (то есть можно задать определяющие точки, задав значения силы и соответствующие максимальные и минимальные моменты).
В диалоговом окне «новый линейный шарнир» (рисунок 3 и рисунок 5) также содержится параметр «соединение плиты перекрытия со стеной» (в разделе «опции»). Данную функцию можно активировать для соединений плита-стена в каменных конструкциях. Таким образом вы сможете задать параметры линейного шарнира для ограничения передачи моментов.
Это необходимо из-за того, что в случае соединения плиты со стеной в каменных конструкциях моменты не передаются неограниченно, а только в зависимости от нормальных сил. Поскольку данная опция не имеет отношения к примеру в нашей статье, она будет объяснена более подробно в следующей статье базы знаний по данной теме.
После того, как все параметры линейного шарнира заданы, необходимо присвоить шарнир как линии, так и поверхности. В нашем примере это поверхность № 3 и линия № 2. Это можно сделать с помощью кнопки «выбрать поверхности/линии» в правом верхнем углу диалогового окна «новый линейный шарнир»; просто выберите требуемую поверхность и линию, как показано на рисунке 6.
Созданный таким образом линейный шарнир затем отобразится в рабочем окне RFEM 6, как показано на рисунке 7.
Заключение
Линейные шарниры позволяют нам правильно учесть соединение между поверхностями, которые касаются друг друга по одной линии. Это основано на возможности управления определенными степенями свободы, ограничивая, таким образом, передачу внутренних сил и моментов.
Данным способом можно учесть полное разъединение поверхностей или упругие соединения с помощью линейных пружин. В железобетонных конструкциях линейные шарниры могут использоваться для задания монтажного шва. В деревянных конструкциях моделирование с помощью линейных шарниров необходимо из-за ограниченной передачи сил при вращении.
901x
50x
База знаний