Контрольные примеры

В ветровой технике валидация имеет решающее значение для обеспечения конструктивной целостности антенн по отношению к силам, вызванным ветром. В сотрудничестве с университетом RWTH из Аахенского университета, затем инженеры совмещают испытания в аэродинамической трубе и моделирование для уточнения моделей и повышения их точности. Данное исследование направлено на повышение устойчивости антенн к внешним воздействиям, что принесет преимущества в областях, зависящих от конструкций, подверженных ветровым нагрузкам.

Этот пример основан на испытании на пограничный слой атмосферного воздуха (ABL) из документа немецкой WAG: Информационный бюллетень комитета 3 - Численное моделирование воздушных потоков, раздел 9.1 (см. ссылки). Перед каждым численным моделированием необходимо проверить, достигает ли граничный слой воздуха, заданный на входе потока, конструкций, проверив его развитие в пустом туннеле. Это влияет не только на распределение скоростей, но и на величины турбулентности. Данное испытание необходимо выполнить как для установившихся (RANS), так и для переходных (URANS, LES) расчетов. В следующей статье будет показано развитие поля скоростей, поля кинетической энергии турбулентности и поля скорости рассеивания турбулентности для четырех категорий местности от I до IV, указанных в норме EN 1991-1-4. Вертикальная анизотропная турбулентность по разделу 6.3.1, а также будет использована модель турбулентности RANS k-ω.

Консоль из материала с различной пластической прочностью на растяжение и сжатие полностью закреплена на левом конце и загружена изгибающим моментом согласно следующему эскизу. Данная проблема описывается следующим набором параметров. В данном примере учитываются небольшие деформации, а собственный вес не учитывается. Задать максимальный прогиб u_z,max.

С помощью LRFD и ASD определим требуемую прочность и коэффициенты расчётной длины колонн из материала ASTM A992 в раме, показанной на рисунке 1, для максимального сочетания нагрузок от собственного веса.

Стержень W-образного сечения ASTM A992 выбирается таким образом, чтобы выдерживать собственный вес 30 000 тысяч фунтов и временную нагрузку 90 000 тысяч фунтов при растяжении. Проверьте прочность стержня, используя как LRFD, так и ASD.

W-образная колонна ASTM A992 14×132 загружена заданными осевыми сжимающими силами. Колонна закреплена сверху и снизу по обеим осям. На основе LRFD и ASD определите, достаточна ли колонна, чтобы выдержать нагрузки, показанные на рисунке 1.

Рассмотрим балку ASTM A992 W 18x50 по пролёту и с равномерными постоянными и временными нагрузками, как показано на рисунке 1. Стержень ограничен максимальной номинальной высотой 18 дюймов (45,72 см). Прогиб от временной нагрузки ограничен L/360. Балка на простых опорах и имеет непрерывную жёсткость. Проверьте доступную прочность на изгиб выбранной балки на основе LRFD и ASD.

На рисунке 1 показана балка ASTM A992 W 24x62 со сдвигом на концах 48 000 и 145 000 kips от постоянной и временной нагрузки соответственно. Проверьте доступную прочность на сдвиг выбранной балки на основе LRFD и ASD.

С помощью таблиц руководства AISC необходимо определить имеющиеся прочности на сжатие и изгиб, а также определить, имеет ли балка ASTM A992 W14x99 достаточную прочность, чтобы выдержать осевые силы и моменты, показанные на рисунке 1, полученные из расчета по методу второго порядка, который включает P-эффекты.

Данный контрольный пример является модификацией VE0064 - Толстостенный резервуар, с той лишь разницей, что материал резервуара несжимаем. A thick-walled vessel is loaded by inner and outer pressure. The vessel is open-ended, thus there is no axial stress. The problem is modeled as a quarter model and described by the following set of parameters. While neglecting self-weight, determine the radial deflection of the inner and outer radius u_r(r₁), u_r(r₂).

Толстостенный резервуар нагружен внутренним давлением, которое выбирается таким образом, чтобы резервуар достиг упруго-пластического состояния. Проблема моделируется в виде четвертной модели. Пренебрегая собственным весом, определите и сравните аналитическое и численное решение для радиального положения границы пластической зоны r_y по гипотезе Треска для поверхности текучести.

Двухслойный резервуар с толстыми стенками нагружен внутренним и внешним давлением. Резервуар открыт, поэтому нет нормального напряжения. Проблема моделируется в виде четвертной модели. Определим радиальный прогиб внутреннего и внешнего радиуса u_r (r₁ ), u_r (r₂ ) и давление (радиальное напряжение) в среднем радиусе p_m. Собственный вес не учитывается.

На толстостенный резервуар действует внутреннее и внешнее давление. Конструкция резервуара с открытыми концами, поэтому в нем возникает осевое напряжение. Проблема моделируется в виде четвертной модели. Определить радиальный прогиб внутреннего и внешнего радиуса u_r (r₁ ), u_r (r₂ ). Собственный вес не учитывается.

Компактный диск (CD) вращается со скоростью 10 000 об/мин. и таким образом подвергается центробежной силе. Проблема моделируется в виде четвертной модели. Задайте касательное напряжение σ_t на внутреннем и внешнем диаметре и радиальный прогиб u_r внешнего радиуса.

Конструкция состоит из однопролетной балки из двутаврового профиля. Осевой поворот φ_x ограничен на обоих концах, но сечение свободно деформируется (вильчатая опора). Балка имеет начальное несовершенство в направлении Y, задаваемое как парабола с максимальным смещением 30 мм в середине. Равномерная нагрузка приложена к середине верхней полки двутаврового профиля. Данная проблема описывается следующим набором параметров. Данный контрольный пример основан на примере, представленном Gensichen и Lumpe.

Конструкция состоит из двутавровой балки и двух трубчатых ферм. The structure contains several imperfections and it is loaded by the force F_z. В данном примере не учитывается собственный вес. Determine the deflections u_y and u_z and axial rotation φ_x at the endpoint (Point 4). Данный контрольный пример основан на примере, представленном Gensichen и Lumpe.

In this verification example the punching shear resistance of an inner column of a flat slab is examined. The column has a circular secton with a 30cm diameter.

Модель материала по Кельвину-Фойгту состоит из параллельно включенных линейной пружины и вязкого амортизатора. В данном контрольном примере тестируются свойства модели во времени при нагружении и релаксации напряжений в интервале времени 24 часа. Постоянная сила F_x применяется в течение 12 часов, а остальные 12 часов модель материала находится без нагрузки (релаксация). Деформация оценивается через 12 и 20 часов. Применяется для анализа изменений во времени линейный неявный метод Ньюмарка.

Модель материала Максвелла состоит из последовательно соединенных линейной пружины и вязкого амортизатора. В данном контрольном примере мы протестируем поведение данной модели во времени. Модель материала Максвелла загружена постоянной силой F_x. Эта сила вызывает благодаря пружине начальную деформацию, а затем деформация увеличивается во времени благодаря амортизатору. Деформация наблюдается во время нагрузки (20 с) и в конце расчета (120 с). Применяется для анализа изменений во времени линейный неявный метод Ньюмарка.

Ein Köhlbalken Dachат с gewählter Geometrie wird в Hinblick aufseine Schnittgrößen zwischen Bergechnung mittels RFEM 6 и verglichen Handrechenung. Dabei werden insgesamt 3 Последняя система невозможна.

Неразрезная балка с четырьмя пролетами загружена осевыми и изгибающими силами (замещающие несовершенства). Все опоры разветвленные - депланация не возникает. Определить перемещения u_y и u_z, моменты M_y, M_z, M_ω и M_Tpri и поворот_φx. Данный контрольный пример основан на примере, представленном Gensichen и Lumpe.

В этом примере сравниваются расчётные длины и коэффициент критической нагрузки, которые можно рассчитать в RFEM 6 с помощью аддона Устойчивость конструкции, с ручным расчётом. Конструктивная система представляет собой жесткую раму с двумя дополнительными шарнирными колоннами. Данная колонна загружена вертикальными сосредоточенными нагрузками.

Железобетонная балка представляет собой двухпролетную балку с консолью. Сечение меняется по длине консоли (коническое сечение). Рассчитываются внутренние силы и требуемая продольная и поперечная арматура для предельного состояния по несущей способности.

В этом примере сдвиг на границе раздела между бетоном, залитым в разное время, и соответствующей арматурой определяется в соответствии с DIN EN 1992-1-1. Результаты, полученные с помощью программы RFEM 6, будут сравниваться с ручным расчетом ниже.

В данном проверочном примере будут рассчитаны расчетные значения несущей способности поперечных сил на балках в соответствии с EN 1998-1, 5.4.2.2 и 5.5.2.1, а также расчетные значения несущей способности изогнутых колонн в соответствии с 5.2.3.3(2 ). Конструкция состоит из двухпролетной железобетонной балки с пролетом 5,50 м. Балка является частью каркасной системы. Полученные результаты сравниваются с приведенными в {%ref#Refer [1]]].

Осевой поворот двутаврового профиля ограничен на обоих концах с помощью вильчатых опор (депланация не ограничена). В середине конструкции действуют две поперечные силы, В данном примере не учитывается собственный вес. Определить максимальные прогибы конструкции u_y,max и u_z,max, максимальный поворот φ_x,max, максимальные изгибающие моменты M_y,max и M_z,max и максимальные крутящие моменты M_T,max, M_Tpri,max M_Tec,max и M_ω,max. Данный контрольный пример основан на примере, представленном Gensichen и Lumpe.

Стержень с заданными граничными условиями нагружен крутящим моментом и нормальной силой. Пренебрегая собственным весом, определите максимальную деформацию кручения балки, а также ее внутренний крутящий момент, заданный как сумма первичного крутящего момента и крутящего момента, вызванного нормальной силой. Сравните полученные значения при допущении или пренебрежении влиянием нормальной силы. Данный контрольный пример основан на примере, представленном Gensichen и Lumpe.

К тому же, на свободном конце консоли действует момент, С помощью геометрически линейного расчета и расчета больших деформаций, и пренебрегая собственным весом балки, определите максимальные прогибы на свободном конце. Данный контрольный пример основан на примере, представленном Gensichen и Lumpe.

Тонкостенная консоль из QRO-профиля полностью закреплена на левом конце, и депланация не возникает. На консоль действует момент кручения. Учитываются небольшие деформации, а собственный вес не учитывается. Здесь можно определить максимальный поворот, основной момент и вторичный момент, а также момент депланации. Данный контрольный пример основан на примере, представленном Gensichen и Lumpe.