Połączenia sztywne

Opcja służy do definiowania połączeń sztywnych w konstrukcji. Połączenie sztywne jest używane do modelowania idealnie sztywnych części konstrukcji sprężystych (definiowanie ciała sztywnego w konstrukcji). Przemieszczenia i obroty zdefiniowane dla połączenia sztywnego mogą być ograniczone do pewnych wybranych stopni swobody.

Podstawowe informacje dotyczące definicji połączeń sztywnych w konstrukcji:

• Wymagają definiowania dodatkowych węzłów.
• Wypełniają określoną rolę między węzłami, stąd mogą łączyć dowolne typy elementów skończonych (elementy prętowe, elementy powłokowe).
• Połączenia sztywne mogą być używane TYLKO w konstrukcjach z obrotowymi stopniami swobody.

Zdefiniowanie połączenia sztywnego pomiędzy węzłami jest równoważne wprowadzeniu warunków sztywnej kompatybilności na wszystkie przemieszczenia w tych węzłach. Wszystkie węzły połączone z węzłem głównym tworzą grupę węzłów porównywalną z ciałem sztywnym.

Uwaga: Należy pamiętać, że wybór stopni swobody dotyczy jedynie węzłów podrzędnych połączenia sztywnego (połączenie węzła głównego z ‘ciałem sztywnym’ wykorzystuje wszystkie stopnie swobody).

Na przykład liniowe przesunięcia mogą być zablokowane, a obroty swobodne. Pierwszy węzeł jest nazywany węzłem głównym, a pozostałe — węzłami podrzędnymi.

Przykładem użycia połączeń sztywnych może być definicja stropu, który posiada sztywność w swej płaszczyźnie, natomiast na kierunku prostopadłym do płaszczyzny stropu jest podatny. Połączenie sztywne jest definiowane jako sztywna membrana połączona z węzłem głównym, do którego są dołączone węzły podrzędne z wybranym zestawem stopni swobody. (Aby uzyskać pełną sztywność, wybierz wszystkie stopnie swobody dla węzłów podrzędnych). W przypadku korzystania z połączeń sztywnych możliwe jest modelowanie membrany (patrz rysunek poniżej) — zwolnione zostają kierunki UZ RX RY RZ w węzłach podrzędnych.

1. Węzeł podrzędny 1
2. Węzeł podrzędny 2
3. Węzeł główny
4. Bryła sztywna

Opcja Połączenie sztywne dostępna jest:

• Poprzez wybranie polecenia Geometria > Cechy dodatkowe > Połączenia sztywne z menu lub
• Kliknij przycisk .

Okno dialogowe Połączenie sztywne składa się z:

• Pola zdefiniowanych typów połączeń sztywnych
• Pola Węzeł główny, pola Selekcja węzłów podrzędnych na potrzeby definiowania ręcznego (patrz rysunek poniżej z trzema węzłami podrzędnymi)
  

  1. Węzeł podrzędny 1
  2. Węzeł podrzędny 2
  3. Węzeł podrzędny 3
  4. Węzeł główny
• Pole Węzeł główny i parametry (wektor połączenia i promień zasięgu) do definiowania połączeń sztywnych według listy (patrz rysunek poniżej z jednym węzłem głównym i dwoma węzłami podrzędnymi w zdefiniowanym zasięgu). Wszystkie węzły znajdujące się w zdefiniowanym zasięgu będą węzłami podrzędnymi połączenia sztywnego.
  

  1. Węzeł główny
  2. Węzeł podrzędny 1
  3. Węzeł podrzędny 2
  4. Wektor
  5. Zakres
• Standardowe przyciski (Zastosuj, Zamknij, Pomoc).

W górnej części okna znajdują się następujące ikony:

• — umożliwia zdefiniowanie nowego typu połączenia sztywnego
• — umożliwia usunięcie wybranego typu połączenia sztywnego z listy aktywnej
• , , i — umożliwiają wyświetlanie listy aktywnych połączeń sztywnych jako: dużych ikon, małych ikon, krótkiej listy oraz pełnej listy
• — umożliwia usunięcie z listy aktywnej wszystkich typów połączeń sztywnych, które nie występują w projektowanej konstrukcji
• — umożliwia otwarcie okna dialogowego Baza charakterystyk.

Uwaga: Opcja połączenia sztywnego może być używana tylko w tych typach konstrukcji, w których dozwolone są obrotowe stopnie swobody. Oznacza to, iż nie może być definiowana w następujących typach konstrukcji: krata płaska, krata przestrzenna, płaski stan naprężenia, płaski stan odkształcenia, konstrukcja osiowosymetryczna i konstrukcja objętościowa.

Węzeł może być zdefiniowany jako węzeł podrzędny tylko w jednym połączeniu sztywnym. Dlatego poniższe zapisy nie są poprawne:

1 2 3 4 POŁ 10

1 6 7 POŁ 9.

Uwaga: Węzły podrzędne nie mogą być definiowane również jako podpory sztywne. Mogą być definiowane jako podpory sprężyste.

Uwaga: Węzły podrzędne nie mogą być definiowane jako węzły zgodne z innymi węzłami. Dopuszcza się, aby węzły główne były zgodne z innymi węzłami.

Uwaga: Niedozwolone jest użycie podpory obróconej w węźle głównym połączenia sztywnego dla wybranych stopni swobody.

Podobnie jak w oknie dialogowym służącym do definiowania innych atrybutów konstrukcji, proces definiowania połączenia sztywnego w konstrukcji został podzielony na dwa etapy:

• Definiowanie typu połączenia sztywnego

  Jeżeli w aktywnej liście połączeń sztywnych nie ma zdefiniowanego żadnego typu połączenia lub gdy do istniejącej listy połączeń dodany ma zostać nowy typ połączenia sztywnego, to należy kliknąć ikonę Nowy typ połączenia sztywnego.

  • Jeżeli nie jest wybrany żaden typ połączenia sztywnego, kliknięcie powoduje otwarcie okna umożliwiającego określenie nowego typu takiego połączenia: pola zostaną wypełnione tak jak podczas ostatniej definicji połączenia sztywnego (oprócz pola Etykieta) lub przyjęte zostaną parametry domyślne,
  • Jeżeli został wybrany typ połączenia sztywnego, kliknięcie powoduje otwarcie okna umożliwiającego określenie nowego typu takiego połączenia. Wszystkie pola edycyjne, oprócz pola Etykieta, zostają wypełniane na podstawie podświetlonego typu.

    Otworzenie okna do definicji nowego połączenia jest także możliwe poprzez dwukrotne kliknięcie (tzw. double—click) elementu znajdującego się na liście aktywnych połączeń. Efektem tego jest otwarcie okna dialogowego Definicja połączenia sztywnego z wypełnionymi wszystkimi polami edycyjnymi zgodnie z typem połączenia, który wybrał użytkownik. Nowy typ połączenia sztywnego jest dodawany (uaktualniany) do aktywnej listy poprzez kliknięcie przycisku DODAJ lub naciśnięcie klawisza ENTER. Jeżeli etykieta nie zostanie zmieniona, pojawi się ostrzeżenie.

• Definiowanie połączenia sztywnego w konstrukcji.

Aby usunąć połączenie sztywne zdefiniowane w konstrukcji, należy:

1. kliknąć ikonę na liście aktywnych połączeń sztywnych
2. wybrać obiekt w konstrukcji, z którego ma zostać usunięte połączenie sztywne.

Tego typu połączenia nie można modyfikować; sposób jego nadania jest identyczny z procedurą nadawania właściwości połączenia elementowi konstrukcji.

Po nadaniu połączenia jego symbol jest rysowany na ekranie graficznym.