Причины остановки вычислений при потере устойчивости системы

Прерывание расчета из-за нестабильной системы может иметь различные причины. С одной стороны, это может указывать на фактическую нестабильность из-за перегрузки системы, с другой стороны, ошибки моделирования также могут быть ответственны за сообщение об ошибке. Ниже приводится возможный порядок действий для обнаружения причины нестабильности.

Сначала следует проверить, правильна ли модель системы. Хорошим инструментом для выявления проблем в моделировании являются проверки модели (меню "Инструменты" → "Проверка модели").

1 Список ошибок расчета

Также можно рассчитать модель в загружении по теории 1-го порядка только под собственным весом. Если после этого выводятся результаты, структура стабильна с точки зрения моделирования. Если нет, в списке приведены наиболее частые причины (см. также видео 1 в разделе загрузок):

• Отсутствие или неправильное определение поддержек
• Стержни могут вращаться вокруг собственной оси из-за отсутствия соответствующей опоры
• Стержни не соединены друг с другом ("Инструменты" → "Проверка модели")
• Узлы визуально расположены в одном месте, но при более точном рассмотрении они немного отличаются (частая причина при импорте CAD, "Инструменты" → "Проверка модели")
• Шарнирные соединения стержней/линий создают «цепь шарниров»
• Структура недостаточно закреплена
• Выпадают нелинейные структурные элементы (например, тяги)

На последнем пункте на рисунке 02 показан пример. Это шарнирная рама, которая закрепляется с помощью тяг. Из-за сокращения стоек под воздействием вертикальных нагрузок тяги получают небольшие сжимающие усилия в первом проходе расчета. Они удаляются из системы (так как способны воспринимать только растяжение). Во втором цикле расчета модель без этих тяг становится нестабильной. Существует несколько способов решения этой проблемы: можно придать тягам преднатяжение (нагрузка на стержень) и таким образом «устранить» небольшие сжимающие усилия, присвоить им небольшую жесткость (см. рисунок 02) или по очереди удалять стержни в процессе расчета (см. рисунок 02).

2 Параметры расчета

Для получения графического представления причины нестабильности может помочь модуль RF-STABIL(для RFEM 5).

• Дополнительный модуль RF-STABILITY к RFEM 5

С помощью опции «Определить собственную форму нестабильной модели, …» (см. рисунок 03) можно рассчитать нестабильные системы. Затем на графике обычно можно увидеть элемент, который приводит к нестабильности.

3 Графическое отображение нестабильности

Если можно рассчитывать случаи и комбинации загрузок по теории 1-го порядка, а расчет прерывается только при расчете по теории 2-го или 3-го порядков, то проблема связанна со стабильностью (коэффициент ветвления меньше 1,00). Коэффициент ветвления показывает, на какой коэффициент нужно умножить нагрузку, чтобы модель стала нестабильной под соответствующей нагрузкой, например, из-за потери устойчивости. Следовательно: коэффициент ветвления меньше 1,00 означает, что система нестабильна. Чтобы выяснить "слабое место", рекомендуется следующий порядок действий, который предполагает использование модуля RSKNICK (для RSTAB 8) или RF-STABIL (для RFEM 5) (см. также видео 2 в разделе загрузок):

• Сначала следует уменьшить нагрузку затронутой комбинации нагрузок до тех пор, пока она не станет стабильной. В этом помогает коэффициент нагрузки в параметрах расчета комбинации нагрузок (см. также видео 2 в разделе загрузок).
• Затем на основе этой комбинации нагрузок в модуле RSKNICK или RF-STABIL можно рассчитать и графически вывести форму потери устойчивости или потери устойчивости. Благодаря графическому отображению можно выявить "слабое место" в системе и затем целенаправленно оптимизировать его.

• Дополнительный модуль RSBUCK для RSTAB 8
• Дополнительный модуль RF-STABILITY к RFEM 5