Kontinuierliche Mitglieder vs. Normale Mitglieder – wann jeweils zu verwenden ist

Einführung

In diesem Artikel wird ein detaillierter Blick auf die Funktionsweise von Mitgliedern geworfen (oder Elemente) über Knoten miteinander verbinden und wie dies im SkyCiv Solver gehandhabt wird. Knoten markieren einen Verbindungspunkt zwischen Mitgliedern, Sie sind die Trennung der Steifigkeitsmatrizen.

Mitglieder können verschiedene Typen haben. In der Tat, Structural 3D hat tatsächlich eine aktuelle Gesamtzahl von 6 Mitgliedstypen. In dem Augenblick, Wir werden uns mit den beiden Elementtypen befassen, da es sich hierbei um grundlegende Elementtypen für die Modellierung im Allgemeinen handelt. In Structural 3D gibt es zwei Hauptelementtypen: normale und kontinuierliche Mitglieder. In dieser Diskussion wird ausführlicher darauf eingegangen, wie beide vom SkyCiv-Solver gehandhabt werden, sowie die Vorteile der Verwendung des einen gegenüber dem anderen.

Normale Mitglieder

Normale Mitglieder sind Elemente, die „normal“ behandelt werden’ in dem Sinne, dass die Mitglieder im traditionellen Sinne analysiert werden.

Traditionell, Finite-Elemente-Analyse (HÄSSLICH) Löser arbeiten mit der direkten Steifigkeitsmethode. Basierend auf den aufgebrachten Lasten und der Steifigkeit der Elemente in der Struktur, Die Verschiebung der Struktur kann wie in der folgenden Gleichung gezeigt gelöst werden:

\(Q=KD)

Wo:

\(Q=\) Vektor der Steifigkeit

\(K=\) globale Steifigkeitsmatrix (zusammengesetzt aus der Steifigkeitsmatrix jedes Mitglieds)

\(D=\) Vektor unbekannter Knotenverschiebungen, die unbekannt sind und gelöst werden müssen

SkyCiv Structural 3D wendet diese Formeln auf das Modell an und erhält die Ergebnisse von jedem Knoten und Mitglied.

Kontinuierlich

Kontinuierliche Elemente in Structural 3D sind ein Elementtyp, der die Verbindung zwischen zwei Knoten zu einem Knoten ermöglicht(s) das keine Knotenverbindung zum Mitglied hat. Knotenverbindungen treten auf, wenn einem Knoten die Aufgabe zugewiesen wird, zwei oder mehr Mitglieder zu verbinden.

Im unten gezeigten Fall, Die Knoten sind offensichtlich nicht verbunden, da die beiden Mitglieder keinen gemeinsamen Knoten haben. Realistisch gesehen sollten sie als Knoten des zweiten Elements verbunden sein (Säule) liegt auf dem Weg des ersten Mitglieds (Strahl).

Das Element mit der größten Durchbiegung im Bild unten wird als „Normal“ ausgewählt’ Mitglied, Daher wird die Spalte nicht entlang ihrer Länge erkannt. Ändern des Mitglieds in „Kontinuierlich“.’ Wille “verbinden” das lange Mitglied der Spalte, Dies gilt für die beiden anderen Elemente, die eine begrenzte Durchbiegung aufweisen.

Vor- und Nachteile jedes Mitgliedstyps

Normale Mitglieder

Modelle, die mit normalen Elementen erstellt wurden, sind mit größerer Wahrscheinlichkeit mit Strukturanalysesoftware von Drittanbietern kompatibel. Da andere Programme kontinuierliche Elemente möglicherweise nicht in der Art und Weise unterstützen, wie Structural 3D dies implementiert, Die bereitgestellten Ergebnisse sind möglicherweise nicht korrekt.

Es ist wichtig, vor dem Exportieren zu überprüfen, dass das Modell keine durchgehenden Elemente enthält.

Was die Analyse angeht, da das Mitglied in einfache Mitglieder zerlegt wird, Die Anzahl der Bewertungspunkte im Modell ist höher als bei kontinuierlichen Elementen, die über zwei oder mehr Bereiche hinweg die gleiche Anzahl an Bewertungspunkten tragen, Dadurch werden die Ergebnisse weniger detailliert. In den Allgemeinen Solver-Einstellungen kann man die Anzahl der Auswertungspunkte erhöhen, sondern da dies die Bewertungspunkte für alle Mitglieder steuert, Die Analyse könnte länger sein. Dies kann bei der Arbeit mit großen und komplexen Strukturen von Nachteil sein.

Kontinuierliche Mitglieder

Kontinuierliche Mitglieder, auf der anderen Seite, sind sehr nützlich, wenn es darum geht, die Effizienz bei der Modellierung zu steigern. Kontinuierliche Elemente reduzieren die Anzahl der Elemente, die erforderlich sind, um ein ähnliches Modell mit normalen Elementen zu erstellen. Dies wirkt sich direkt auf die Anzahl der Lasten aus, die in Ihrem Projekt vorhanden sein werden. z.B., Laden eines durchgehenden Elements mit einer verteilten Last im Vergleich zum Laden jedes normalen Elements mit einer verteilten Last.

In Bezug auf die Analyse, Durch die Verringerung der Anzahl der Mitglieder wird die Unordnung verringert und die Interpretation und Präsentation der Ergebnisse erleichtert. Wenn Sie weniger Mitglieder haben, verringert sich die Anzahl nachfolgender Modellelemente in Ihrem Projekt, wodurch es einfacher wird, das Verhalten der Mitglieder zu erkennen. Beispielsweise, mit durchgehenden Gliedern, Sie können das Verhalten über einen größeren Zeitraum überprüfen, und nicht eine Kombination normaler Elemente über denselben Zeitraum.

Wenn es um Design geht, Durchgehende Elemente eignen sich hervorragend für Stahlbetonträger, da sie sich monolithisch verhalten sollen. Da ein Feld zwischendurch seinen Querschnitt in der Regel nicht ändert, Es ist auch nützlich, um den erforderlichen Stahlabschnitt für eine bestimmte Spannweite zu identifizieren. Beispielsweise, Bei der Konstruktion von Trägern oder Bauteilen, die diese einrahmen, werden fast immer durchgehende Elemente empfohlen, d.h., Boden- oder Dachrahmen.