Непрерывные члены vs. Нормальные члены – когда использовать каждый

Введение

В этой статье мы подробно рассмотрим, как участники (или элементы) соединяются друг с другом через узлы и как это обрабатывается в SkyCiv Solver. Узлы отмечают точку соединения между участниками, они являются разделением матриц жесткости.

Члены могут быть разных типов. по факту, Structural 3D на самом деле имеет текущее общее количество 6 типы членов. В данный момент, мы рассмотрим два типа элементов, поскольку они являются основными типами элементов для моделирования в целом.. В Structural 3D есть два основных типа элементов.: нормальные и непрерывные члены. В этом обсуждении будет более подробно описано, как они оба обрабатываются решателем SkyCiv., а также преимущества использования одного из другого.

Нормальные члены

Нормальные члены - это элементы, которые рассматриваются "нормально’ в том смысле, что члены анализируются в традиционном смысле.

по традиции, анализ методом конечных элементов (UGLY) решатели работают по методу прямой жесткости. На основании приложенных нагрузок и жесткости элементов конструкции., смещение конструкции можно решить, как показано в следующем уравнении:

\(Q = KD )

куда:

\(Q=\) вектор жесткости

\(K=\) глобальная матрица жесткости (собирается из матрицы жесткости каждого элемента)

\(D=\) вектор неизвестных узловых смещений, которые неизвестны и должны быть решены

SkyCiv Structural 3D применяет эти формулы к модели и получает результаты от каждого узла и элемента..

непрерывный

Непрерывные элементы в Structural 3D — это тип элемента, который позволяет соединять два узла с узлом.(s) который не имеет узловой связи с членом. Соединения узлов происходят, когда узлу назначается соединение двух или более членов..

В показанном ниже случае, узлы явно не связаны, поскольку два элемента не имеют общего узла. Реально их следует соединить, потому что узел второго члена (колонка) идет по пути первого члена (луч).

Элемент, отклоняющий самый большой на изображении ниже, выбран как "Нормальный".’ член, поэтому он не распознает столбец по его длине. Изменение члена на "Непрерывный"’ воля “подключения” длинный член столбца, что имеет место для двух других элементов, демонстрирующих ограниченный прогиб.

Преимущества и недостатки каждого типа члена

Нормальные члены

Модели, построенные с использованием обычных стержней, с большей вероятностью будут совместимы со сторонним программным обеспечением для расчета конструкций.. Поскольку другие программы могут не поддерживать непрерывные элементы так, как это реализует Structural 3D, предоставленные результаты могут быть неверными.

Перед экспортом модели важно убедиться, что в модели нет непрерывных элементов..

С точки зрения анализа, поскольку член разбит на простые члены, количество точек оценки в модели больше, чем у непрерывных элементов, которые несут одинаковое количество точек оценки на двух или более участках, сделать результаты менее детальными. Можно увеличить количество точек оценки в Общих настройках решателя., но поскольку это контролирует оценочные баллы для всех членов, анализ мог бы быть дольше. Это может быть недостатком при работе с большими и сложными конструкциями..

Непрерывные члены

Непрерывные члены, с другой стороны, очень полезны, когда дело доходит до повышения эффективности моделирования. Непрерывные элементы уменьшают количество элементов, необходимых для создания аналогичной модели с обычными элементами.. Это напрямую влияет на количество нагрузок, которые будут присутствовать в вашем проекте.. например, Загрузка непрерывного элемента с распределенной нагрузкой по сравнению с загрузкой каждого нормального элемента с распределенной нагрузкой.

Что касается анализа, уменьшение количества членов снижает беспорядок и упрощает интерпретацию и представление результатов. Меньшее количество участников уменьшает количество последующих элементов модели в вашем проекте., упрощая просмотр поведения участников. Например, с непрерывными членами, вы можете проверить поведение в большем диапазоне, а не комбинация нормальных членов за один и тот же промежуток.

Когда дело доходит до дизайна, непрерывные элементы отлично подходят для железобетонных балок, поскольку они предназначены для монолитного поведения. Поскольку пролет обычно не меняет своего поперечного сечения между, это также полезно для определения необходимого стального сечения для конкретного пролета. Например, непрерывные элементы почти всегда рекомендуются при проектировании балок или элементов, входящих в них., то есть, каркас пола или крыши.