Ответ:
Прерывание расчёта из-за нестабильной системы может иметь разные причины. С одной стороны, это может указывать на «реальную» нестабильность из-за перегрузки системы, с другой — на эту ошибку могут влиять неточности моделирования. Ниже приведены возможные шаги для поиска причины нестабильности.
1. Проверка моделирования
Сначала следует проверить, корректно ли смоделирована система. Для этого можно использовать доступные в RFEM или RSTAB средства контроля модели (Инструменты → Проверка модели). Они позволяют находить, например, идентичные узлы или перекрывающиеся стержни и устранять их.
Кроме того, можно рассчитать конструкцию, например, под действием собственного веса в загружении по методу первого ппоядка, о здесь выдаются результаты, то конструкция с точки зрения моделирования является неустойсстабильна. Если это не так, приведены следующие распространённые причины:
- Неправильное задание опор / Отсутствие опор
Это может привести к нестабильности, так как система не удерживается во всех направлениях. Поэтому необходимо, чтобы условия опирания были в равновесии с системой, а также с внешними граничными условиями. Статически неопределимыее системы также могут приводить к сбоям расчёта из-за отсутствия граничных условий.
- Кручение стержней вокруг собственной оси
Когда стержни крутятся вокруг собственной оси, это может привести к нестабильности. Часто причина кроется в настройках стержневых шарниров. Может быть установлено кручение на начальном и конечном узле.
- Отсутствие соединения стержней
Особенно в больших и сложных моделях может оказаться, что некоторые стержни не соединены и «висят в воздухе». Забытая вставка пересекающихся стержней, которые должны пересекаться, также может привести к нестабильности. Решение — контроль модели «Пересекающиеся, не соединенные стержни», который ищет стержни, пересекающиеся без общего узла.
- Нет общего узла
Узлы визуально находятся в одном месте, но при более детальном рассмотрении имеют небольшие отклонения. Часто это связано с импортом из САПР, но эту проблему можно решить с помощью контроля модели.
- Создание цепи шарниров
Слишком много стержневых шарниров в одном узле может вызвать цепь шарниров, что приведет к прерыванию расчёта. В каждом узле может быть определено только n-1 шарнира с той же степенью свободы в глобальной системе координат, где «n» — число присоединённых стержней. То же самое касается линейных шарниров.
2. Контроль жёсткости
Отсутствие жёсткости также приводит к прерыванию расчёта из-за нестабильности. Поэтому всегда следует проверять, достаточна ли жёсткость конструкции во всех направлениях.
3. Численные проблемы
Пример: Шарнирная рама стабилизируется растянутыми стержнями. Из-за осадок стоек под действием вертикальных нагрузок в первом цикле расчёта натяжные стержни получают небольшие сжимающие усилия. Они удаляются из системы (так как воспринимаются только растяжением). Во втором цикле расчёта модель оказывается нестабильной без этих стержней.
Существует несколько способов решения этой проблемы. Вы можете задать предварительное напряжение (стержневая нагрузка) натяжным стержням, чтобы «устранить» небольшие сжимающие усилия, назначить им небольшую жёсткость или удалять стержни поочерёдно в расчёте. Эта настройка расчёта автоматизирована в RSTAB 9, в RFEM 6 она может быть активирована опционально.
4. Поиск причин нестабильности
- Автоматический контроль модели с графическим выводом
Чтобы получить графическое представление причины нестабильности, может помочь аддон для анализа устойчивости конструкции. С помощью опции «Расчёт без нагрузки для определения нестабильности через собственную форму» можно рассчитать предположительно нестабильные системы. На основе данных конструкции проводится модальный анализ, в результате которого графически отображается нестабильность затронутого элемента.
- Проблема критической нагрузки
Если загружения или сочетания рассчитываются по методу первого порядкай теории и выход из работы происходит только по методу второго порядка, возникает проблема устойчивости (коэффициент критической нагрузки меньше 1,00). Коэффициент критической нагрузки указывает, на сколько надо умножить нагрузку, чтобы модель стала нестабильной под заданным усилием (например, потеря устойчивости). Следовательно, значение меньше 1,00 означает, что система нестабильна. Только положительный коэффициент больше 1,00 указывает, что нагрузка, умноженная на этот коэффициент из-за заданных нормальных сил, приведёт к потере устойчивости стабильной системы. Чтобы выявить «слабое место», рекомендуется следующий подход, который требует наличие аддона для расчёта конструкции на устойчивость.
Сначала уменьшите нагрузку затронутого сочетания, пока она не станет стабильной. Здесь поможет коэффициент нагрузки в расчётных параметрах сочетаний. Это также соответствует ручному заданию коэффициента критической нагрузки, если аддон для расчёта конструкции на устойчивостьи недоступен. Для чисто линейных элементов конструкции достаточно рассчитать сочетсния по методу первого порядка и определить критическую нагрузку с помощью аддона. Используя графическое изображение формы потери устойчивости этого сочетания нагрузок, вы можете обнаружить и устранить проблему в системе.
