Belangrijkste kenmerken
- Gebruiksvriendelijk modelleren van speciale soorten structurele elementen.
- Eenvoudig toepassen van speciale soorten analyse.
- Het is mogelijk om meerdere analyses (lineair, niet-lineair, enzovoort) in een reeks uit te voeren.
- Netten kunnen handmatig en automatisch worden verfijnd.
Deze module dient voor de basale niet-lineaire analyse van raamwerkstructuren en oppervlakken. U kunt ermee niet-lineaire steunpunten en scharnieren analyseren.
2de-ordeanalyse
Met deze module kunt u tweede-ordeberekeningen uitvoeren. Met de module kunt u de structuur in vervormde toestand berekenen, waarbij rekening wordt gehouden met het P-delta-effect (initiële verplaatsingen en staafimperfecties) en met de invloed van normaalkrachten op de stijfheid.
Tweede-ordeanalyse kan worden uitgevoerd op oorspronkelijk vervormde structuren, waarbij rekening wordt gehouden met geometrische imperfectie (oorspronkelijke vervormingen en staafimperfecties):
- boogimperfecties die zijn opgegeven door de gebruiker of volgens Eurocode;
- algemene imperfecties die zijn opgegeven door de gebruiker of volgens Eurocode;
- algemene knikvorm uit de stabiliteitsanalyse.
Er zijn twee berekeningsmethodes beschikbaar:
- De Timoshenko-methode kan gebouwstructuren met kleine horizontale vervormingen beoordelen, waarbij de normaalkracht in de elementen tijdens tweede-ordeberekeningen constant blijft.
- De Newton-Raphson-methode bepaalt effecten onder gradueel toegepaste belastingen. Deze methode is optimaal voor structuren met significante vervormingen, waarbij de normaalkracht in de elementen tijdens de berekeningen verandert.
Niet-lineaire scharnieren/steunpunten
Analyse van de structuur met de mogelijkheid van het definiëren van niet-lineaire veren in steunpunten of interne knooppunten (zoals halfstarre verbindingen) en spelingselementen (zoals elementen die krachten alleen weerstaan vanaf een bepaalde verlenging). Voor elke graad speling (X, Y, Z, Rx, Ry, Rz) kan een niet-lineaire functie worden ingevoerd. De functie geeft de relatie aan tussen het moment en de draaiing of tussen de kracht en de verplaatsing.
Niet-lineaire veren voor steunpunten en interne scharnieren
Parameters van een niet-lineair steunpunt kunnen in twee groepen worden verdeeld:
- Stijfheid - de standaardstijfheid wordt gebruikt voor de initiële lineaire berekening.
- Functie - de functie bepaalt het niet-lineaire gedrag van het steunpunt. Tijdens de niet-lineaire berekening wordt rekening gehouden met deze functie.
Niet-lineaire functiemanager
Een niet-lineaire functie die het gedrag van een niet-lineair steunpunt beschrijft, kan worden gedefinieerd in een standaard databasemanager van SCIA Engineer. De functie zelf bestaat uit een positieve en een negatieve vertakking. De functie moet altijd het nulpunt passeren, d.w.z. nul verplaatsing moet corresponderen met nul kracht. "Switchbacks" zijn niet toegestaan in het diagram.
Dit betekent dat de positieve vertakking kan stijgen of constant kan blijven, maar dat het niet mogelijk is dat de kracht zakt met een stijgende verplaatsing. Naast de functie is er een speciale parameter voor de positieve en negatieve as. Waarden van deze parameter zijn:
- Star - indien AAN, wordt het steunpunt betracht als oneindig star zodra de verplaatsingslimiet (de laatste ingevoerde verplaatsingswaarde gedefinieerd in de diagram) wordt bereikt.
- Vrij - indien AAN, wordt het steunpunt betracht als vrij zodra de verplaatsingslimiet (de laatste ingevoerde verplaatsingswaarde gedefinieerd in de diagram) wordt bereikt.
- Flexibel - indien AAN, wordt de stijfheid van het steunpunt betracht als constant zodra de verplaatsingslimiet (de laatste ingevoerde verplaatsingswaarde gedefinieerd in de diagram) wordt bereikt. De krachtwaarde die is aangegeven voor de laatste ingevoerde verplaatsing wordt gebruikt.
Voorbeeld van het gebruik van niet-lineaire veren in palletstellingen
Spelingselementen
(bijvoorbeeld elementen die normaalkracht ondervinden na een verlenging van 10 mm)
In een daadwerkelijke structuur worden diverse verbindings- en ondersteuningscondities gebruikt. Het kan gebeuren dat een 1D-element niet star is bevestigd aan de structuur, maar dat het na een bepaalde lengteverandering "zelf gaat werken". Het gedrag van een dergelijke ligger wordt gedefinieerd door de absolute waarde van de oorspronkelijke "slip". De ligger begint de belasting pas te dragen nadat de verlenging of verkorting de ingevoerde waarde heeft bereikt. Er zijn drie opties beschikbaar:
Geen spanning - modelleren, bijvoorbeeld als een 1D-element tegen een steunpunt "leunt".
Geen druk - modelleren, bijvoorbeeld een vrijhangend touw.
Vrij in beide richtingen - bijvoorbeeld een steigerpijp.
Alle 1D-elementen worden getest en in elke iteratiestap simultaan verwerkt. De procedure is iteratief en convergeert naar de correcte oplossing. 1D-elementen die zijn ingevoegd in het model kunnen in een volgende stap weer worden geëlimineerd als hun vervorming onder de ingevoerde waarde van oorspronkelijke verplaatsing ("slip") komt. De convergentiesnelheid is hoog en is niet afhankelijk van het aantal 1D-elementen. Acht tot tien iteratiestappen moeten voldoende zijn voor een algemene structuur.
Als een 1D-element met dit type niet-lineariteit in het model wordt ingevoegd, wordt dit gemarkeerd met het volgende symbool (om het symbool te kunnen zien, moeten de weergaveparameters worden aangepast om modelgegevens weer te geven).
Analyse van de structuur met de mogelijkheid elementen te definiëren die uitsluitend trek of drukkrachten weerstaan of deze alleen in een beperkte mate weerstaan. Een praktische toepassing is het elimineren van druk in windschoren.
Alleen-trekelementen
De mogelijkheid een element te definiëren met de volgende niet-lineariteitstypen:
- Alleen-druk: het element is alleen actief onder druk (schoren en dergelijke).
- Alleen-trek: het element is alleen actief onder trek (verankering, diagonale en dergelijke).
- Grenskracht: het element is actief in de structuur totdat een specifieke limiet wordt bereikt, waarna het element uit de berekening wordt geëlimineerd of plastisch zwicht.
Als dit type niet-lineariteit van een ligger wordt gebruikt, kan het gebeuren dat numeriek gezien een zeer kleine druk/trekkracht in het element blijft voortbestaan, meestal vanwege eigengewicht. Deze waarde is altijd verwaarloosbaar klein vergeleken met andere krachten in het element.
Vergeet niet dat 'alleen-trek' niets wijzigt voor afschuifkrachten en momenten. Het enige component dat niet kan optreden is druk, maar het element kan wel degelijk onderhevig zijn aan buiging, torsie en dergelijke. Het EEM-type van het element kan worden ingesteld op alleen normaalkracht om aan te geven dat een element uitsluitend onderworpen kan worden aan normaalkrachten.
Vereiste modules:
- sen.00
