【面】可以创建几何平面和曲面类型的构件,面的平面内几何尺寸远远大于其平面外厚度。 【面】的刚度取决于面的【材料】和【厚度】。 在进行计算时,程序会将【面】划分为二维面元。 在面的计算中,它们作用在面的重心轴上。
用户可以使用模型中已有的【线】作为【面】的边界来创建【面】。 用户也可直接创建一个【面】,程序会自动创建相关的【线】。
【基本选项卡】中可以管理【面】的各项基本参数。 激活复选框后,会添加更多可以输入特定信息的选项卡。
刚度类型
【面】的不同“刚度类型”具有不同的力学性能和属性。
在“刚度类型”下拉菜单中提供了各种选项供用户选择。
标准化
【标准】类型的【面】可以传递弯矩和膜力, 具有平面内刚度和平面外刚度,是一种均匀和各向同性 “完全单元”。 面的刚度属性不取决于方向。
无厚度
该类型的面是一种虚拟的面,不具有刚度。 用于建立【实体】时作为实体的边界。
刚性
该类型的面刚度无穷大。使用这种刚度类型,可以对非常坚硬的面进行建模,以便对对象之间的连接进行建模。
膜结构
该面在所有方向上都具有均匀的刚度。 该类型的面仅具有平面内刚度,仅传递膜力。
无薄膜拉力
该面不会出现正的膜应力,不能传递弯矩,这种类型的面抗弯刚度无穷小。 但是对于产生拉力的膜力,会出现相关面单元的失效(例如: 螺栓孔承压)。
导荷虚面
该类型的面是一种虚拟的面,不具有刚度。 用户可以使用该类型的面将面荷载导到面周围的杆件上,例如用于处理作用在幕墙上的风荷载。 导荷虚面将面荷载导到导荷虚面上的所有杆件上。 如果产生了杆件荷载,则荷载将被转换成相对于杆件真实长度的全局方向(荷载方向 XL ,YL ,ZL )。
用户可以在【导荷虚面】选项卡中修改导荷虚面的荷载传递方式。
用户可以在“导荷虚面的方向”下拉菜单中选择方向。 Die Liste bietet Auswahlmöglichkeiten für eine isotrope Verteilung auf Basis einer FEM-Berechnung sowie für eine orthotrope Anordnung auf Flächenstreifen, die für die Bestimmung der Lasteinzugsbreite in eine oder beide lokale Flächenachsen angesetzt werden.
Bei der Option 'Isotrop | FEM' verwendet RFEM für die Ermittlung der Lastverteilung ein separates Teilmodell, in dem die Fläche durch ein starres Flächenelement abgebildet wird. Alle in die Fläche integrierten Objekte (Stäbe, Linien- und Knotenlager, mit Modellelementen verbundene Linien, Kopplungen oder Knoten etc.) werden durch starre Linien oder starre Knotenlager ersetzt. Die Reaktionen dieses Teilmodells werden dann als Lasten für die 3D-Berechnung von RFEM angesetzt. Sollen bestimmte Objekte keine Lasten weiterleiten, so können Sie diese im Abschnitt 'Ohne Wirkung auf' angeben.
Bei der Lastübertragung über 'Flächenstreifen' können Sie festlegen, wie RFEM die 'Lastverteilung' vornehmen soll. Die Last wird per Voreinstellung mit einem veränderlichen Verlauf auf die angrenzenden Objekte verteilt. Wenn Sie jedoch einen konstanten Lastverlauf erreichen wollen, wählen Sie den entsprechenden Eintrag in der Liste aus. 下图显示了这两种方法之间的区别。
如果在对话框的'选项'部分中勾选了高级分布设置复选框,则'条带宽度'和'采样系数'的输入选项处于激活状态。 上述调整对于特殊要求的荷载分布非常有效。 用户可以通过勾选“设置面重量”定义导荷虚面的自重。
Im Abschnitt 'Ohne Wirkung auf' können Sie Stäbe, Linien und Knoten vom Lastabtrag ausschließen (zum Beispiel Verbände). 进行排除时,用户可以一个一个选择杆件或杆件对应的线,也可以选择剔除所有平行于某条线或某根杆件的杆件。
Wenn die Begrenzungslinien der Fläche definiert sind, werden im Abschnitt 'Belastete Objekte' die belasteten Stäbe, Linien und Knoten angegeben. Falls Sie eine spezifische Lastverteilung wünschen, haken Sie im Register 'Basis' das Kontrollfeld Lastverteilungsfaktor an. Sie können dann die Beiwerte für die lastabtragenden Objekte im Register Lastverteilungsfaktoren individuell festlegen.
Bei der Lastübertragung über Flächenstreifen können Sie die 'Stabexzentrizität' oder die 'Querschnittsverteilung' berücksichtigen, um die geometrische Lage eines Stabes oder dessen Versatz korrekt zu erfassen. 默认情况下 '忽略弯矩平衡' 复选框处于停用状态。 此时面荷载绕重心产生的弯矩与等效到杆件上的线荷载对面的重心产生的弯矩相等。 下图显示了在考虑和不考虑弯矩平衡的情况下,自由线荷载是如何分布到相应的杆件上的。
几何类型
几何类型描述了面的具体形态。 程序提供了以下几种调整面刚度的方式供用户选择:
平面
【平面】类型【面】的所有边界线都位于一个平面中。 用户可以使用工具栏中的创建平面按钮创建各种形状的平面。
用户可以通过工具栏中的按钮以图形交互的方式创建矩形、圆形等形状的平面。 当以对话框的形式创建面时,如果用户在“边界线编号”中指定了多条围合的线,程序将自动根据指定的边界线创建平面。
四边形
【四边形】类型的【面】指空间四边形曲面,由围合的边界线和四个角点定义。 该类型面的边界线可以是圆弧、样条曲线、NURBS等曲线,程序会根据用户指定的边界线拟合出一个光滑空间四边形曲面。 因此,此方法可以建立曲面模型。
用户可以在【新建面】对话框中指定该类型面的四条边界线。 边界线允许大于四条, 但用户需在【四边形】选项卡下指定该类型面的四个角点, 以便程序拟合曲面。
NURBS
NURBS 类型的面由四条围合的 NURBS 曲线定义。(参见 线 一章)。 用户可以使用该类型的面创建任意形状的面。
在'新建面'对话框中定义 NURBS 面的边界线。 NURBS 面的对边 NURBS 曲线需拥有相同数量的控制点,以便 NURBS 曲线互相兼容。 用户可以在【NURBS】选项卡中通过“控制点权重”来控制形成的 NURBS 面的形状。 所选控制点的坐标必须在对话框的'坐标 - 控制点'部分中输入。
修剪
Wenn sich Flächen durchdringen, können Sie die Durchdringung schnell erzeugen: Selektieren Sie die Flächen und rufen dann das Kontextmenü auf. Es stehen verschiedene Möglichkeiten zur Auswahl.
Mit der Option 'Durchdringung erzeugen' wird nur die Verschneidungslinie generiert. Wenn Sie eine der Optionen 'Mittels Durchdringung teilen' auswählen, erzeugt RFEM Teilflächen und weist diesen den Typ 'Gestutzt' zu. Sie können dann Komponenten löschen, wenn Sie beispielsweise überstehende Flächen entfernen wollen.
旋转
边界线绕轴旋转形成的【面】的类型为【旋转】。 用户可以指定线的始端节点、末端节点和旋转轴来创建该类型的面。 在创建该类型的面时,程序会自动创建相关的线。
在【旋转】选项卡中,用户可以指定该类型面的边界线、旋转角度 α。 输入旋转角度 α。 Die Punkte der Rotationsachse können Sie über die Koordinaten oder mit der Schaltfläche 是编辑按钮。
圆管
【圆】沿线扫掠形成的类似管道的面为【圆管】。 在创建该类型的面时,程序会创建相关的线: 位于【圆管】两端的圆和【圆管】的中心线。
用户可以在【圆管】选项卡中定义圆的半径。 该值描述了管道轴到面中心的距离。 Geben Sie die Nummer der Mittellinie an oder wählen die Rohrachse mit der Schaltfläche 是编辑按钮。
如果管道截面是圆锥形,则激活'末端不同的半径'复选框并输入相应的值。
厚度与材料
用户可以在该下拉菜单中为【面】选择各种已定义的【厚度】,或新建【厚度】赋予【面】。(参见 厚度 一章)。
厚度材料
在“厚度与材料”下选择的厚度将保存为默认设置。 面的材料被设定为创建该厚度时指定的材料。(参见 材料 一章)。 用户也可以在“厚度材料”下拉菜单中选择或新建材料,将其他材料赋予面。
铰
用户可以为面的各个边界线指定铰用于建立不同的内力和弯矩传递情况。(参见 线铰 )。 用户可以通过勾选“铰”,打开【铰】选项卡,在该选项卡中为面的各个边界线指定铰。
筒仓
用户可以通过勾选“支座”为面指定面支座。(参见 面支座一章)。
释放
Um das Modell an der Fläche zu entkoppeln, können Sie im Register 'Freigabe' eine Flächenfreigabe auswählen oder neu definieren (siehe Kapitel Flächenfreigaben).
偏心
对于平面类型的面,用户可以通过勾选“偏心”在【偏心】选项卡中,使平面沿平面法向进行偏移。(见 面偏心 )。 在【偏心】选项卡中可以定义“偏心” 的类型。
Lastverteilungsfaktor
Für eine Fläche des Typs Lastübertragung besteht die Möglichkeit, Verteilungsfaktoren für die lastabtragenden Objekte festzulegen. Wenn Sie das Kontrollfeld anhaken, können Sie diese Faktoren in einem neuen Register individuell zuweisen.
Die belasteten Objekte der Lastübertragungsfläche sind in einer Zeile voreingestellt. Jedem Objekt ist der Faktor 1.00 zugeordnet, sodass alle Objekte einen gleichmäßigen Beitrag zur Lastübertragung leisten. Wenn Sie eine spezifische Verteilung wünschen, klicken Sie in die nächste freie Zeile und wählen die Linie oder den Stab aus. Weisen Sie dann den geeigneten 'Verteilungsfaktor' zu.
网格细化
用户可以通过勾选“网格细化”打开【网格细化】选项卡,根据面的形状调整面的有限元网格划分尺寸。(参见一章)。 通过网格细化指定的有限元网格设置的优先级高于全局有限元网格设置。 在'网格细化'选项卡中,您可以选择或定义新的面网格细化。
特定轴
一般面的局部坐标系 一般平行于全局坐标系。 用户也可自定义面的输入和输出坐标系。
输入轴
输入轴的方向影响着具有正交各向异性的面的力学属性。
在“类别”下拉菜单中有不同的调整输入轴的选项:
- 角位移: 使面的局部坐标系沿局部轴 z 轴旋转
- 轴-平行于线: 使面的一个局部坐标轴与某条线平行
- 轴-指向点: 使面的一个局部坐标轴指向用户指定的点
- 轴-平行于坐标系: 指定一个参照坐标系,使面的局部坐标系与该坐标系平行
Sie können die Bezugsobjekte über die Schaltfläche 是编辑按钮。
用户可以通过勾选“反转局部 z 轴”,使面的局部坐标轴 z 轴和 y 轴交换位置。
结果轴
目前程序的结果轴与输入轴相同,无法更改。
结果栅格
用户可以在面上指定栅格点,程序会将这些节点的计算结果以表格的形式输出,以便用户更详细的了解面上各点的受力情况。 栅格点可以在【栅格】选项中定义。栅格点仅用于显示面的计算结果,不影响面的有限元网格划分。
程序默认的栅格类型为“笛卡尔”,为按照笛卡尔坐标系生成间距为 0.5m 的均匀栅格点。 用户可以修改“栅格间距”、“栅格旋转”和“栅格原点”来自定义栅格点的分布情况。 对于圆形的面,用户可以将栅格类型修改为“极坐标”,程序将按照极坐标系生成栅格点。
如果在'选项'部分中勾选了'自动调整'复选框,那么在更改面时栅格点将适应新的几何形状。
在'点'部分中,您可以检查生成的栅格点的坐标。 表格中的内容不可更改。
集成对象
程序会自动检测位于面上但未用于定义面的各种对象。
程序会将检测到的面上的各种对象显示在“面上的集成对象”标签卡下。
如果程序检测的对象存在漏检、误检, 用户可以取消勾选“自动对象检测”, 此时可以访问对话框的 "面中集成的对象" 部分中的输入栏。 Ergänzen Sie die fehlende Objektnummer oder nutzen die Schaltfläche , um das Objekt grafisch zu bestimmen.
计算时停用
用户可以通过勾选“计算时停用”,使程序计算时不考虑该面及施加在该面上的荷载。 使用户不需要删除该面,就可计算结构中该面失效时结构的力学性能(如用于计算结构抗连续倒塌性能)。
信息 | 分析
一旦定义了面的边界线,就会出现该对话框部分。 在对话框中的 “信息|分析”标签卡中可以查看面的面积、体积、重量等各项属性。 上述过程同时会相应地考虑洞口的影响。