Obciążenie ruchome

Opcja służąca do definiowania obciążenia ruchomego pozwala na analizowanie konstrukcji z przyłożonym obciążeniem ruchomym. Obciążenie ruchome można definiować za pomocą dowolnej kombinacji sił (definicja obciążeń pochodzących z pojazdów może zawierać obciążenia skupione, obciążenia liniowe i obciążenia powierzchniowe). Przypadek obciążenia ruchomego umożliwia analizę konstrukcji poddanej obciążeniu zestawu sił poruszającemu się wzdłuż zdefiniowanej trasy.

Ta opcja jest dostępna:

Obciążenia ruchome są zdefiniowane poprzez podanie pojazdu i jego drogi na konstrukcji. Pojazd jest zbiorem sił o zadanym kierunku, wielkości i położeniu. W każdym kroku pojazd jest przesuwany z jednego położenia do następnego; zbiór sił przyłożony do elementów jest tworzony dla każdego położenia. Stąd przypadek obciążenia ruchomego jest traktowany jako zbiór kilku przypadków obciążenia statycznego (kolejny przypadek obciążenia dla następnego położenia pojazdu).

W górnej części okna znajdują się następujące elementy:

Proces definiowania przypadku obciążenia ruchomego w konstrukcji można podzielić na kilka etapów:

  1. Definiowanie (Definiowanie nowego pojazdu) i wybieranie pojazdu, który będzie poruszał się po konstrukcji. Aby wybrać pojazd, należy wyróżnić go na liście aktywnych typów pojazdów.
  2. Definiowanie przypadku obciążenia ruchomego.

    Aby zdefiniować przypadek obciążenia ruchomego, należy wprowadzić numer i nazwę obciążenia. Kliknięcie opcji Nowe powoduje utworzenie nowego przypadku obciążenia ruchomego.

  3. Definiowanie trasy, po której będzie poruszał się pojazd.

    Aby zdefiniować trasy, po której będzie poruszał się pojazd, należy kliknąć przycisk Definiuj. Spowoduje to otwarcie okna dialogowego Polilinia — kontur. Kliknięcie przycisku Parametry spowoduje otwarcie dodatkowego okna dialogowego, w którym można zdefiniować parametry trasy (mnożniki obciążeń przypadku obciążenia ruchomego itp.).

    Poniższe dwa parametry definiują obciążenie ruchome:

    • Krok — pole umożliwiające definicję wielkość kroku, z którym porusza się pojazd. Używane są aktualnie wykorzystywane jednostki długości.

    • Kierunek obciążenia — pole, w którym podany może zostać kierunek sił definiujących pojazd. Kierunek jest definiowany poprzez wartości składowych wektora definiującego kierunek sił opisujących pojazd (w zależności od typu konstrukcji i dopuszczalnych stopni swobody niektóre składniki muszą być równe zeru).
  4. Definiowanie powierzchni przyłożenia obciążenia. Opcja ta opisuje metodę rozkładu sił definiujących pojazd poruszający się nad konstrukcją. Istnieją dwie możliwości:
    • Automatycznie — siły rozmieszczane są automatycznie na najbliższych elementach ze wszystkich elementów konstrukcji.
    • Selekcja — siły są przykładane do najbliższych elementów (lub węzłów należących do tych elementów) z <listy_elementów> w prawej dolnej części okna dialogowego. Jeśli włączona jest opcja Uwzględnij wymiary pojazdu, to określana jest selekcja prętów, na których zostanie wygenerowane obciążenie od sił pojazdu. Selekcja ta jest określona przez wymiary obrysu pojazdu: b — szerokość, d1 i d2 — odległości obciążenia od obrysu pojazdu z przodu i z tyłu. (Parametry obrysu pojazdu są określane dla każdego pojazdu wraz z definicją zestawu obciążeń w oknie definicji pojazdu).

W dolnej części okna dialogowego znajduje się opcja Uwzględnij kontur płyty. Umożliwia to rozkład na prętach sił pochodzących od pojazdu, przyjętych przez użytkownika w analizie obciążenia ruchomego, w przypadku kilku typów konstrukcji (wwzględniane są obciążenia z uwagi na część pojazdu, która wystaje poza obrys przenoszący obciążenie). Typowym przykładem są obciążenia rusztu mostu (Patrz rysunek poniżej).

Jeśli opcja Uwzględnij kontur płyty nie jest zaznaczona, do prętów jest przykładany pełny zestaw sił pojazdu — począwszy od pierwszego położenia pojazdu. Jeśli opcja Uwzględnij kontur płyty jest zaznaczona, to można zdefiniować geometryczne ograniczenie określające, które ze składowych sił pojazdu mają być przykładane do prętów. Ograniczenie takie może być zdefiniowane za pomocą obiektu — na przykład panelu bocznego bez przypisanej grubości. Generacja obciążeń na pręty uwzględnia położenie każdej ze składowej sił. Jeśli siła znajduje się poza obrysem konturu płyty, to nie jest ona przykładana do prętów.

To pole służy do definiowania numeru obiektu opisującego kontur płyty. Kliknięcie opcji Definicja powoduje otwarcie okna dialogowego służącego do definiowania polilinii-konturu — pod warunkiem włączenia opcji Powierzchnia.

Uwaga: W przypadku obciążenia liniowego lub powierzchniowego definiującego pojazd o przyłożeniu obciążenia do prętów decyduje położenie pojedynczego punktu względem zdefiniowanego układu linii lub powierzchni.
Uwaga: Opcja Automatycznie jest parametrem przypadku obciążenia ruchomego. Generator obciążeń dla przypadku obciążenia ruchomego powoduje przyłożenie obciążenia bezpośrednio do elementów skończonych (a nie do paneli, które zawierają te elementy skończone). Jeżeli pojazd zawiera np. definicję obciążenia konturowego, to konwersja składowych obciążenia ruchomego nie będzie poprawna, gdyż obciążenie konturowe nie jest przyłożone do żadnego panelu. Aby uniknąć tego typu sytuacji, należy wybrać opcję Selekcja i ręcznie wskazać pręty/panele, na których działać będzie obciążenie ruchome.

W czasie generowania obciążeń na pręty od obciążenia pojazdem program Robot uwzględnia wszystkie pręty lub ich selekcję określoną na liście Płaszczyzna przyłożenia — selekcja. Pręty te rzutowane są na płaszczyznę utworzoną z odcinka polilinii trasy i wektora prostopadłego zdefiniowanego jako Kierunek obciążenia. Jeśli zostanie włączona opcja Uwzględnij wymiary pojazdu, to na płaszczyźnie rzutowania określany jest obrys pojazdu i selekcja na rzucie prętów jest zawężana do tych prętów, które zawierają się w obrysie pojazdu lub są przez niego przecięte. Tego typu ograniczenie selekcji prętów, na których są generowane obciążenia od pojazdu, może pomóc w przypadkach, kiedy automatyczne wyszukiwanie prętów może wywołać problemy.

Kliknięcie przycisku Zastosuj powoduje utworzenie nowego przypadku obciążenia ruchomego o parametrach zdefiniowanych w tym oknie dialogowym.

Trasę pojazdu, pojazd, elementy obciążone pojazdem oraz zestaw obciążeń można zwizualizować po wykonaniu obliczeń konstrukcji (opcja Wyświetlanie).

Wyniki otrzymane dla przypadku obciążenia ruchomego można zaprezentować na dwa sposoby. Pierwszą metodą jest przedstawienie wyników przypadku statycznego dla wybranego położenia obciążenia ruchomego. Dostępne są opcje umożliwiające zmianę położenia obciążenia ruchomego. Można przesuwać obciążenie krok po kroku lub wykorzystać animację pojazdu. Drugą metodą jest zaprezentowanie zmian wartości wybranej wielkości w wybranym punkcie w trakcie poruszania się obciążenia po konstrukcji, czyli przedstawienie linii wpływu wybranej wielkości.

UWAGI dotyczące wykorzystywania obciążeń ruchomych dla różnych typów konstrukcji:

Uwaga:

W przypadku konstrukcji powłokowych i prętowo-powłokowych przykładanie obciążeń ruchomych do powierzchni jest zawsze wykonywane za pomocą elementów skończonych na panelu, nawet jeśli w odpowiednim modelu obliczeniowym panelu przyjęto uproszczony rozkład obciążeń (np. jak w przypadku modelu obliczeniowego panelu typu „Płyta pomostowa jednokierunkowa”). W innym przypadku dla paneli z siatką ES należy oczekiwać tych samych wyników niezależnie od ustawień „Przekazywanie obciążenia” w modelu obliczeniowym panelu.

W przypadku obiektów powierzchniowych bez siatki elementów skończonych (jak panele ścian kurtynowych lub okładziny) obciążenia ruchome są przykładane na podstawie reguł podobnych do opisanych powyżej dla konstrukcji prętowych.