Jaké jsou časté zdroje nestability?

Tento článek vysvětluje některé časté zdroje numerické nestability.

Klouby a styčníky

Příčinou nestability je nejčastěji chyba v modelování styčníku mezi dvěma prvky nebo špatná definice kloubu.
Častou chybou je uvolnění rotačního stupně volnosti s cílem eliminovat z nosníku ohybový moment, jak ukazuje následující obrázek: 

SCIA Engineer Frequent sources of instabilities

Uvedené nastavení umožňuje rotovat nosníku kolem jeho podélné osy, což vede k nestabilitě. Stupně volnosti ‚fix‘ se nikdy nesmí uvolnit současně na obou koncích nosníku. Elegantním a efektivnějším řešením, jak z nosníku odstranit ohyb bez použití kloubů je definovat nosník jako ‚prvek namáhaný pouze osovou silou‘, viz následující obrázek.

SCIA Engineer Frequent sources of instabilities


Plošná podpora

Dalším častým zdrojem nestability je použití plošné podpory bez zadání tuhosti podpory ve vodorovném směru:

SCIA Engineer Frequent sources of instabilities

Pokud není konstrukci zabráněno ve vodorovném posunu jiným způsobem, nesmí být nikdy hodnoty C1x a C1y rovny nule, protože v takovém případě se může konstrukce neomezeně vodorovně posouvat.

 

Nestabilita při nelineárním výpočtu

Pokud se podaří úspěšně provést lineární výpočet konstrukce, ale nelineární výpočet selže z důvodu nestability, znamená to, že konstrukce nedokáže přenést zadané zatížení. Nelineární výpočet může být úspěšně dokončen pouze v případě, že je konstrukce stabilní, pokud je konstrukce nestabilní, výpočet je zastaven. V takovém případě byste měli zkontrolovat návrh konstrukce tak, aby mohla přenést zadané zatížení.

Abyste ověřili, že nastala právě taková situace, proveďte lineární stabilitní výpočet a zkontrolujte nejmenší kritické alfa: pokud je jeho hodnota blízko 1 nebo je menší než 1, značí to , že konstrukce nebude schopna při nelineárním výpočtu dané zatížení přenést.