Menu

sens.03 - Pokročilé geometricky nelineární výpočty

sens.03

Hlavní výhody

Lano může být přímé nebo nenapnuté. Pro nenapnutá lana se počáteční křivost spočte z vlastní tíhy lana nebo z jiného, uživatelem zadaného, spojitého zatížení.
Do vlastností kabelů lze zadat hodnotu počátečního předpětí.
Geometricky nelineární analýza lan využívá Newton-Raphsonovu metodu, která je vhodná pro výpočty velkých přemístění.
Výpočet skořepin jako 2D dílců, které mají pouze tahovou osovou tuhost.
Nelinearity jako pruty působící pouze v tahu či tlaku, nelineární pružiny apod. nejsou uvažovány.
Výsledky obsahují vzpěrné součinitele (poměr mezi kritickým a skutečně působícím zatížením).
Deformovaný tvar lze vykreslit graficky.
Kritický tvar vybočení lze načíst do geometricky nelineárního výpočtu jako počáteční deformaci (v kombinaci s modulem na výpočet geometrických nelinearit).

 

S tímto modulem lze provádět geometricky nelineární výpočty, např. výpočty kabelů, výpočty membrán a tzv. nelineární stabilitní výpočet.

Lana

Lanový prvek je prvek s téměř nulovou ohybovou tuhostí.

Advanced geometric non-linear analysis Advanced geometric non-linear analysis Advanced geometric non-linear analysis Advanced geometric non-linear analysis

Lze modelovat dva lanové prvky:

  • přímé lano (předpjaté),
  • nenapnuté lano.

Advanced geometric non-linear analysis Přímá lana

Pro přímé lano je nutno zadat pouze předpínací sílu.

Poznámka: Je třeba provést potřebná nastavení v Nastavení projektu na záložce Funkcionalita. Je nutno aktivovat volby: Počáteční napětí, Nelinearita, Lokální nelinearita prutu a Výpočet podle teorie druhého řádu.

Nenapnutá lana

Advanced geometric non-linear analysis

Kromě předpínací síly se pro nenapnutá lana musí zadat i další parametry. Lano je vystaveno přídavnému zatížení: buď (i) od vlastní tíhy, nebo (ii) obecnému zatížení pod daným úhlem s orientací shodnou s lokální osou pootočení fix 1D dílce. Tyto parametry určují prohnutí lana v daném směru. Všechny výpočty probíhají na „deformované“ konstrukci. To znamená, že konečná deformace lana se spočte z „prohnutého“ tvaru a nikoli z ideálního přímého tvaru 1D dílce.

Poznámka: Je třeba provést potřebná nastavení v Nastavení projektu na záložce Funkcionalita. Je nutno aktivovat volby: Počáteční napětí, Nelinearita a Výpočet podle teorie druhého řádu. Volba Lokální nelinearita prutu není potřebná, vedla by jen k nadbytečnému prodloužení výpočetního čase.

Poznámka: Pro tento typ výpočtu lze použít VÝHRADNĚ Newton-Raphsonovu metodu. Pro výpočet nenapnutých lan se NESMÍ použít Timoshenkova metoda.

Po vložení do modelu je 1D dílec s tímto typem nelinearity označen následujícím symbolem (pamatujte, že symbol se zobrazí až po zapnutí příslušného parametru zobrazení).

Advanced geometric non-linear analysis Teorie

Pro tento typ výpočtu se nepoužívá žádný speciální konečný prvek. Použije se běžný 1D dílec, jehož ohybová tuhost je velmi, velmi malá. Malé smykové síly, které se objeví během iteračního výpočtu, jsou smazány.

Membrány

Tento modul umožňuje použití membránových prvků. Membránové prvky se definují jako skořepinové prvky bez ohybové tuhosti a bez osové tuhosti v tlaku. Vhodné jsou proto k modelování plachet, sítí a podobných konstrukcí zatížených pouze tahovými silami.

Advanced geometric non-linear analysis Advanced geometric non-linear analysis Advanced geometric non-linear analysis Advanced geometric non-linear analysis

Pro získání realistických výsledků je třeba provést výpočet podle teorie druhého řádu Newton-Raphsonovou metodou.

Advanced geometric non-linear analysis Advanced geometric non-linear analysis

Rozdíly mezi membránovým a standardním prvkem

Rozdíl v získaných výsledcích pramenící z aplikování membránového chování lze nejlépe ukázat na jednoduchém případu. Předpokládejme obdélníkovou desku vytvořenou z velmi tenkého ocelového plechu. Levá strana obrázku ukazuje výsledky na standardním 2D prvku. Na pravé straně jsou výsledky pro membránové prvky.

Advanced geometric non-linear analysis Advanced geometric non-linear analysis

Poznámka: Membránové prvky lze použít pouze v projektu zadaném v Obecném XYZ prostředí. Díky tomu, že ohybová tuhost je nulová, nelze na membránové prvky zadávat žádná žebra, předpjaté kabely, ortotropii či fyzikálně nelineární data. Kvůli absenci osové tuhosti v tlaku nelze na tomto typu prvků provádět výpočty pro betonový materiál ani počítat normově závislé deformace.

Nelineární stabilita

Stabilitní výpočet se používá pro zjištění mechanizmu ztráty stability konstrukce, k výpočtu vzpěrných délek potřebných při posudcích ocelových prvků, k ověření nutnosti výpočtu podle teorie 2. řádu apod.

Tento modul pomáhá stanovit globální vzpěrné tvary a zatížení, při němž dochází ke ztrátě stability. Modul pracuje s rámovými konstrukcemi a zohledňuje nelineární účinky. Výpočet je dvoukrokový. V první fázi se v určitých krocích postupně zvětšuje zatížení až do okamžiku, kdy se konstrukce stane nestabilní. Při tom se zohledňují nelineární účinky. Ve druhé se stanoví vzpěrné tvary a kritické zatížení.

Pokud znáte kritické zatížení, můžete rozhodnout, zda konstrukce vyžaduje výpočet podle teorie druhého řádu. Stavební normy stanoví maxima pro použití metod druhého řádu ve formě zatížení a kritického zatížení.

Můžete odvodit kritickou počáteční deformaci pro výpočet podle teorie druhého řádu z globálního tvaru vybočení konstrukce.

Advanced geometric non-linear analysis - stability Advanced geometric non-linear analysis - stability

Odeslat

Included in Edition: 
Expert
Ultimate