Il coefficiente di rilevanza modale (MRF) può aiutarti a valutare in che misura elementi specifici partecipano a una forma modale specifica. Il calcolo si basa sull'energia di deformazione elastica relativa di ogni singola asta.
L'MRF può essere utilizzato per distinguere le forme modali locali e le globali. Se più aste singole mostrano un MRF significativo (ad esempio, > 20%), l'instabilità dell'intera struttura o di una sottostruttura è molto probabile. D'altra parte, se la somma di tutti gli MRF per un modo proprio di vibrare è intorno al 100%, ci si può aspettare un fenomeno di stabilità locale (ad esempio, instabilità di una singola barra).
Inoltre, l'MRF può essere utilizzato per determinare i carichi critici e le lunghezze di instabilità equivalenti di alcune aste (ad esempio, per la verifica di stabilità). Le forme modali per le quali un'asta specifica ha valori MRF piccoli (ad esempio, < 20%) possono essere trascurate in questo contesto.
L'MRF viene visualizzato per forma modale nella tabella dei risultati in Analisi di stabilità → Risultati per aste → Lunghezze libere d'inflessione e carichi critici.
Rispetto ai moduli aggiuntivi RF-/STABILITY (RFEM 5) e RSBUCK (RSTAB 8), le seguenti nuove caratteristiche sono state aggiunte all'add-on Stabilità delle strutture per RFEM 6 / RSTAB 9:
Attivazione come proprietà di un caso di carico o di una combinazione di carico
Attivazione automatizzata del calcolo di stabilità tramite creazione guidate di combinazioni per diverse situazioni di carico in un solo passaggio
Aumento incrementale del carico con criteri di terminazione definiti dall'utente
Modifica della normalizzazione della forma modale senza ricalcolo
Utilizzando l'estensione del modulo integrato RF-/STEEL Warping Torsion, il progetto secondo la guida Steel Design Guide 9 può essere eseguito in RF-/STEEL AISC.
Il calcolo viene eseguito con 7 gradi di libertà secondo la teoria della torsione di ingobbamento e consente una verifica di stabilità realistica, inclusa la considerazione della torsione.
La determinazione del momento critico d'instabilità viene eseguito in RF-/STEEL AISC utilizzando il risolutore di autovalori che consente una esatta determinazione del carico critico d'instabilità.
Il risolutore di autovalori mostra una finestra di visualizzazione del grafico degli autovalori, che consente il controllo delle condizioni al contorno.
In STEEL AISC, è possibile considerare i vincoli esterni laterali intermedi in qualsiasi posizione. Ad esempio, è possibile stabilizzare solo l'ala superiore.
Inoltre, è possibile assegnare vincoli esterni laterali definiti dall'utente; ad esempio, molle rotazionali singole e molle traslazionali in qualsiasi punto della sezione trasversale.
Il modulo analizza le predeformazioni di un caso di carico così come i modi di vibrare nelle analisi di stabilità o nei calcoli dinamici. Grazie alle deformazioni iniziali, è possibile predeformare la struttura o creare casi di carico con imperfezioni equivalenti delle aste.
Il modello iniziale pre-deformato è utile soprattutto per strutture costituite da superfici e da elementi solidi (RFEM) e da aste. È necessario specificare solo il valore massimo a cui la deformazione è da scalare. Tutti EF o modelli di nodi verranno scalati in funzione alla deformazione iniziale.
Le imperfezioni equivalenti sono particolarmente utili per le strutture intelaiate. È possibile definire le inclinazioni e le controfrecce di aste e set di aste nella finestra aggiuntiva. Possono essere generati automaticamente, secondo le norme, o definiti manualmente. Sono disponibili le seguenti norme:
EN 1992:2004
EN 1993:2005
DIN 18800:1990-11
DIN 1045-1:2001-07
DIN 1052:2004-08
Si applica solo l'imperfezione risultante dalla deformazione iniziale sull'asta pertinente. Inoltre, è possibile tener conto dei coefficienti di riduzione. In questo modo, è possibile applicare l'imperfezione in modo efficiente.
Importazione automatica dei dati strutturali e delle condizioni al contorno da RSTAB
Opzione per considerare gli effetti favorevoli dovuti a trazione
Importazione delle forze assiali dai casi di carico da RSTAB o delle specifiche definite dall'utente
Output per asta delle lunghezze libere di inflessione L intorno all'asse debole e forte con i corrispondenti coefficienti di lunghezza efficace β
Risultati ordinati asta per asta delle deformate critiche standardizzate
Output del caso di instabilità del coefficiente del carico critico per l'intera struttura
Grafico e visualizzazione animata delle deformate critiche sul modello renderizzato
Identificazione delle aste libere da forze di compressione
Possibilità di trasferimento delle lunghezze libere di inflessione in altri moduli di RSTAB per progetti equivalenti delle aste conformi alle normative
Possibilità di esportazione della geometria delle deformate critiche nel modulo aggiuntivo RSIMP per la creazione delle imperfezioni di RSTAB
Esportazione diretta dei dati in MS Excel o OpenOffice.org Calc
I primi risultati presentati sono i coefficienti di carico critici. Ciò consente una valutazione dei rischi di stabilità. Per i modelli di aste, le lunghezze libere d'inflessione e i carichi critici delle aste vengono emessi in forma tabellare.
Nella prossima finestra dei risultati, è possibile controllare gli autovalori normalizzati ordinati per nodo, asta e superficie. Il grafico degli autovalori consente la valutazione del comportamento all'instabilità. La visualizzazione grafica rende più facile prendere le contromisure.
Sono disponibili diversi metodi per l'analisi degli autovalori:
Metodi diretti
I metodi diretti (Lanczos, radici del polinomio caratteristico, metodo di iterazione sottospaziale) sono adatti per modelli di piccole e medie dimensioni. Questi metodi veloci per risolutori di equazioni beneficiano di molta memoria del computer (RAM). I sistemi a 64 bit utilizzano più memoria in modo che anche i sistemi strutturali più grandi possano essere calcolati rapidamente.
Metodo di iterazione ICG (Incomplete Conjugate Gradient)
Questo metodo richiede solo una piccola quantità di memoria. Gli autovalori sono determinati uno dopo l'altro. Può essere utilizzato per calcolare grandi sistemi strutturali con pochi autovalori.
Il modulo aggiuntivo RF-STABILITY può anche eseguire l'analisi di stabilità non lineare. Anche per le strutture non lineari, vengono forniti risultati vicini alla realtà. Il coefficiente di carico critico è determinato aumentando gradualmente i carichi del caso di carico sottostante fino al raggiungimento dell'instabilità. L'incremento del carico tiene conto delle non linearità come aste che si rompono, vincoli esterni e fondazioni e non linearità dei materiali.
Prima di tutto, è necessario selezionare un caso o una combinazione di carico le cui forze assiali devono essere utilizzate nell'analisi di stabilità. È possibile definire un altro caso di carico per, ad esempio, è necessario considerare una precompressione iniziale.
Quindi, è possibile selezionare l'analisi lineare o non lineare da eseguire. A seconda dell'applicazione, è possibile utilizzare un metodo di calcolo diretto, come secondo Lanczos o il metodo di iterazione ICG. Le aste non integrate nelle superfici sono generalmente visualizzate come elementi dell'asta con due nodi EF. Non è possibile determinare l'instabilità locale delle singole aste su questi elementi. Pertanto, si ha la possibilità di dividere automaticamente le aste.
Se nel programma è presente un caso di carico o una combinazione di carico, il calcolo di stabilità è attivato. È possibile definire un altro caso di carico per considerare, ad esempio, la precompressione iniziale.
Per questo, è necessario specificare se eseguire un'analisi lineare o non lineare. A seconda del caso di applicazione, è possibile selezionare un metodo di calcolo diretto, come il metodo di Lanczos o il metodo di iterazione ICG. Le aste non integrate nelle superfici sono generalmente visualizzate come elementi dell'asta con due nodi EF. Con tali elementi, il programma non può determinare l'instabilità locale delle singole aste. Ecco'perché hai la possibilità di dividere automaticamente le aste.
È possibile selezionare diversi metodi disponibili per l'analisi degli autovalori:
Metodi diretti
I metodi diretti (Lanczos [RFEM], radici del polinomio caratteristico [RFEM], metodo di iterazione sottospaziale [RFEM/RSTAB], iterazione inversa spostata [RSTAB]) sono adatti per modelli di piccole e medie dimensioni. Utilizzare questi metodi di risoluzione rapida solo se il computer ha una grande quantità di memoria RAM.
Metodo di iterazione ICG (gradiente coniugato incompleto [RFEM])
Al contrario, questo metodo richiede solo una piccola quantità di memoria. Gli autovalori sono determinati uno dopo l'altro. Può essere utilizzato per calcolare grandi sistemi strutturali con pochi autovalori.
Utilizzare l'add-on Stabilità della struttura per eseguire un'analisi di stabilità non lineare utilizzando il metodo incrementale. Questa analisi fornisce risultati vicini alla realtà anche per strutture non lineari. Il coefficiente di carico critico è determinato aumentando gradualmente i carichi del caso di carico sottostante fino al raggiungimento dell'instabilità. L'incremento del carico tiene conto delle non linearità come aste che si rompono, vincoli esterni e fondazioni e non linearità dei materiali. Dopo aver aumentato il carico, è possibile eseguire un'analisi di stabilità lineare sull'ultimo stato stabile per determinare la modalità di stabilità.
Come primi risultati, il programma presenta i coefficienti di carico critici. È quindi possibile eseguire una valutazione dei rischi di stabilità. Per i modelli di aste, le lunghezze libere d'inflessione risultanti e i carichi critici delle aste vengono visualizzati nelle tabelle.
Utilizzare la finestra dei risultati successiva per verificare gli autovalori normalizzati ordinati per nodo, asta e superficie. Il grafico degli autovalori consente di valutare il comportamento all'instabilità. In questo modo sarà più facile prendere le contromisure.
Per questo tipo di generazione viene creato un normale caso di carico contenente le imperfezioni equivalenti. Il caso di carico può essere modificato manualmente.
Nelle combinazioni di carico, questo caso di carico può quindi essere combinato con i casi di carico 'normali'.
Quando si genera una mesh EF predeformata in RFEM, i dati di spostamento di ogni singolo nodo vengono salvati in background. Questo può essere usato per il calcolo delle combinazioni di carico in RFEM. Al fine di verificare i dati generati, la pre-deformazione viene visualizzata in tabelle e graficamente.
Se i nodi del modello devono essere spostati, le coordinate del nodo vengono modificate direttamente dopo la generazione. Quando si generano imperfezioni equivalenti, il modulo crea un caso di carico normale, comprese le imperfezioni delle aste. Per facilitare il controllo dei dati, le imperfezioni generate sono visualizzate sia in forma tabellare che grafica.
RSBUCK determina i modi di instabilità più sfavorevoli di una struttura. Generalmente non è possibile in termini di metodo di calcolo escludere autovalori inferiori dall'analisi e, allo stesso tempo, tentare di determinare autovalori superiori. Con RSBUCK, è possibile determinare fino a 10.000 autovalori più bassi di un sistema strutturale.
Per impostazione predefinita, RSBUCK utilizza il valore medio delle forze assiali che si verificano sulle singole aste per calcolare gli autovalori/coefficienti di carico critico. Opzionalmente, il modulo può anche elaborare la forza assiale più sfavorevole di un'asta. La determinazione dei modi di instabilità viene eseguita mediante un'analisi degli autovalori per l'intera struttura. Per questo, viene utilizzato un risolutore di equazioni iterativo.
Devi solo specificare i seguenti due valori:
il numero massimo di iterazioni
il limite di rottura
Poiché una soluzione esatta è approssimata il più vicino possibile, ma non viene mai raggiunta, RSBUCK termina il processo di calcolo dopo il numero specificato di passaggi di iterazione. Nel caso di un problema di convergenza, il limite di break-off determina il momento in cui una soluzione approssimativa può essere considerata come un risultato esatto. I problemi di divergenza non hanno soluzione.
RSBUCK si distingue per la facilità d'uso, la chiara disposizione dei dati e la grande facilità d'uso. Con solo pochi clic del mouse, è possibile definire il numero di modi di instabilità da calcolare, nonché il caso di carico da considerare.
I dati strutturali e le condizioni al contorno definite nei casi di carico selezionati vengono importati automaticamente. Alternativamente, è possibile modificare le forze assiali importate o inserire manualmente nuovi valori. È anche possibile creare ulteriori casi RSBUCK per eseguire diverse analisi ciascuna con diverse condizioni al contorno.
Inoltre, in RSBUCK, per aumentare la chiarezza della rappresentazione dei risultati è possibile impostare le unità individualmente. Se le forze interne di RSTAB non sono disponibili quando si avvia il modulo RSBUCK, il programma calcola le forze interne necessarie automaticamente prima della determinazione dei valori di instabilità.
I risultati dell'analisi di instabilità sono visualizzati in tabelle di risultati e grafici chiaramente organizzati. Inoltre, grazie all'integrazione tra RSBUCK e RSTAB, è possibile modificare tutti i risultati nella relazione di calcolo in funzione delle proprie necessità.
Inoltre, è possibile esportare facilmente tutte le tabelle dei risultati in MS Excel o in un file CSV. Un menu di trasferimento speciale definisce tutte le specifiche richieste per l'esportazione.
È possibile utilizzare la mesh EF predeformata precedentemente creata nelle combinazioni di carico. Per fare ciò, selezionare il caso RF-IMP corrispondente nei parametri di calcolo della combinazione di carico. Quindi, viene eseguito il calcolo delle forze interne per la struttura imperfetta.