Verschiedene Probleme können mit der Verbindung zwischen verschiedenen Bauteilen auftreten. Ein Problem tritt auf, wenn beide Bauteile demselben Elementtyp entsprechen; das Problem besteht darin, ob die Knoten wie gewünscht verbunden sind oder nicht. Ein weiteres Problem tritt auf, wenn die Bauteile verschiedene Elementtypen aufweisen. Zusätzlich zur Sorge, ob die Knoten verbunden sind oder nicht, ist es wichtig zu wissen, welche Art der Last zwischen den Bauteilen übertragen wird. Auf dieser Seite werden einige dieser Probleme diskutiert. Auf der vorherigen Seite Kontakttypen finden Sie die Kontaktypen.
Hinweis: Wenn sich die Beschreibung auf dieser Seite auf intelligente Verbindungen bezieht, gilt die Beschreibung für einen Kontakt, der erforderlich ist, um die Netze abzustimmen.
Verbundener Kontakt zwischen Platten und Ziegel:
Das Problem wird in Bezug auf die Freiheitsgrade für jedes Bauteil unterschieden. Ziegel haben nur die drei Translationsfreiheitsgrade (Tx, Ty Tz), während Platten (und Schalen) alle Freiheitsgrade außer für Drehung um die Richtung senkrecht zum Element haben. Deshalb können die Ziegel kein Drehmoment auf die Platten anwenden. Ohne besondere Überlegungen führt eine Verbindung zwischen Platten und Ziegeln entlang einer geraden Linie zu einem Angelpunkt. Dies wird in Abbildung 1 dargestellt. Im Fall einer linearen Spannung stellt dies möglicherweise keine statisch stabile Konfiguration dar.
Abbildung 1 Drehbare Kombination von Ziegeln und Platten
Die schwarzen Pfeile stellen die Angelpunktlinie dar. Das Schema auf der rechten Seite zeigt eine Seitenansicht und wie die Platte abweicht. Beachten Sie die Drehung an der Angelpunktllinie. Wenn das freie Ende der Platte nicht unterstützt würde, könnten die Platten frei um die Angelpunktlinie drehen, was zu einer statisch instabilen Situation führen würde.
Um diesen Effekt zu vermeiden, muss der verbundene Kontakt zwischen Platte und Ziegel über eine Fläche verteilt werden; insbesondere mindestens drei Knoten, die sich nicht in einer geraden Linie befinden. Siehe Abbildung 2.
Abbildung 2 Statisch stabile Kombination aus Ziegeln und Platten
In der oben beschriebenen Methode ist die Platte eingebettet in die Ziegel. (Die Elemente wurden verkleinert, um die Lücken dazwischen zu zeigen.) Bei der Methode unten wird ein T-Stück der Platten auf der Fläche der Ziegel erstellt. Stellen Sie sich in den schematischen Zeichnungen auf der rechten Seite, in denen die Seitenansicht dargestellt wird, die Pfeile als Reaktionen der Ziegel auf der Platte vor. (Diese sind tatsächlich die Kräfte, die zwischen den Knoten der Ziegel und Platten übertragen werden.) Da die Kräfteverbindung einer Drehmomentlast einen Widerstand entgegensetzt, ist die Platte jetzt statisch stabil.
Verbundener Kontakt zwischen Ziegel und Balken:
Die Verbindung zwischen Balken und Ziegel weist ein ähnliches Problem in der Platte-zu-Ziegel-Verbindung auf: die Ziegel können nicht verhindern, dass sich der Balken dreht. Die Lösung ist ähnlich: ein Netz von Balken (oder Speichen) zum Verbinden von Ziegeln erstellen. Die Balken müssen an drei oder mehr Punkten eine Verbindung mit den Ziegeln eingehen, nicht in einer geraden Linie, um eine statisch stabile Lösung zu bilden. Abbildung 3 zeigt ein Beispiel.
Abbildung 3 Statisch stabile Kombination aus Ziegeln und Balken
Die linke Seite der Abbildung zeigt die Balken und Ziegel zusammen; die Mitte zeigt nur die Balken. Beachten Sie, wie das vertikale Element mit vier weiteren Balken verbunden ist, die an mehreren Punkten mit den Ziegeln verbunden sind. Wenn ein Drehmoment auf die Balken angewendet wurde, wie in der schematischen Zeichnung auf der rechten Seite, dann stellen die schwarzen Pfeile die Reaktionen der Ziegel dar.
Abgesetzte Last erzeugen. Bei der Arbeit mit einem CAD-Modell verwenden Sie den Befehl Zeichnen Entwurf Zentroid erstellen. Weitere Informationen finden Sie auf den Seiten Einrichten und Durchführen der Analyse: Linear: Lasten und Abhängigkeiten: Abgesetzte Lasten und Abhängigkeiten und Überblick über Vernetzung: Erstellen und Bearbeiten von Geometrie im FEM-Editor: Hinzufügen von Geometrie. Verbundener Kontakt zwischen Platten und Balken:
Es gibt zwei Situationen, die beim Kombinieren von Platten und Balken zu beachten sind.
- Eine Platte kann dem Drehmoment um die Achse senkrecht zur Fläche keinen Widerstand entgegensetzen. Wenn Sie daher einen Balken lotrecht zu einer Platte befestigen, kann des Plattenelement das Drehen nicht verhindern. Um dies zu vermeiden, wird empfohlen, Balken zwischen dem Ende der normalen Balken zu einigen anderen Knoten in der Platte hinzuzufügen, um ein statisch stabiles Modell zu erhalten.
- Wenn Sie ein Modell eines Balkens erstellen, der auf einer Platte liegt, müssen Sie beachten, dass Sie die Mittelebene des Plattenelements sowie die neutrale Achse der Balkenelemente zeichnen. Wenn Sie daher ein Bauteil aus Balken auf der Platte zeichnen, bedeutet dies, dass die neutrale Achse des Balkens entlang der Mittelebene der Platte verläuft. Dies ist wahrscheinlich nicht korrekt. Es gibt zwei Möglichkeiten, dies korrekt zu modellieren.
- Zur Simulierung der Verbindung können Sie die neutrale Achse des Balkens und der Mittelebene der Platte zeichnen, wo sie sich tatsächlich befinden, und sie an verschiedenen Stellen mit starren Balken verbinden.
- Sie können die neutrale Achse des Balkens entlang der Mittelebene der Platte zeichnen. Wählen Sie dann die Balkenelemente mit Auswahl Linien auswählen in der FEM-Editorumgebung. Klicken Sie mit der rechten Maustaste in den Anzeigebereich, und wählen Sie den Befehl Hinzufügen Balkenoffset. Sie können den Abstand und die Richtung angeben, wo der Balken gezeichnet wird und wo er sich tatsächlich befindet.