Egy csomópontban találkozó élcsuklók a számítási modellben

Probléma leírása #

A felhasználói felületen az élmenti csuklók a felületelemek élei mentén folyamatosan vannak definiálva, a számítási modellben azonban élcsukló esetén a végeselemek csak a csomópontokban kapcsolódnak, egy-egy összekötő rugóelemmel. A számítási modellekben kritikusak lehetnek az olyan csomópontok, amelybe több élmenti csukló csatlakozik be, egyszerre több irányból is. Ilyen esetekben fontos tisztában lenni az élcsuklók számítási modellben való működésének hátterével, hogy azok helyesen legyenek beállítva. A nem megfelelő definiálás miatt instabilitásra futhat a modell. A következő példa egy ilyen problémát mutat be.

Példa modell és a probléma bemutatása #

A födém zsalupallós kialakítású és a bordával párhuzamos irányba hord, ezért a födémről nyomaték nem adódik át se a gerendára, se a gerendával párhuzamosan futó falra. Ennek megfelelően a modellben élmenti csukló került beállításra a zsalupallós födém és a borda, valamint a bordával párhuzamosan futó falak és a zsalupallós födém közé. A gerenda merev-merev befogású.

Feltételezés #

A bordában keletkező csavarást átadódik a mellette lévő falba, a merev befogás révén.

Jelentkező hibaüzenet #

A borda szabadon el tud fordulni a saját tengelye körül, a számítás így nem fut le.

Magyarázat #

A felhasználói felületen az élmenti csuklók a felületelemek élei mentén folyamatosan vannak definiálva, azonban a számítási modellben a végeselemek csak a csomópontokban kapcsolódnak, és ezek a csomópontok külön-külön két pontot összekötő rugóelemekkel vannak összekapcsolva egy élcsukló esetén. Ezért kritikusak lehetnek az olyan csomópontok, ahova több élmenti csukló csatlakozik be több irányból is. Sok esetben az élcsukló mentén elhelyezkedő utolsó csomópont még el lehet választva a becsatlakozó felületeknek a felületelemeitől, ahogy az ebben a modellben is történt.

Az alábbi ábra a jelenség magyarázatát segít megérteni. A példa modellben a sárga csomópont a kritikus, ez jelzi a gerenda utolsó csomópontját.  A fekete csomópontok mutatják a példa modellben történő elhelyezkedést, a kék csomópontok pedig az élcsukló miatti eltolást a számítási modellben. A piros körök mutatják az élcsukló helyzetét.

Mivel az élcsukló a borda teljes hossza mentén lett definiálva, ezért a borda utolsó elemének a viselkedésének még élcsuklós csatlakozásúnak kell lennie a födémlemezhez. Azonban a falnak minden elemét is egy élcsuklós csatlakozás választja el a födémlemeztől, és így az ahhoz definiált bordától is. Ezért, ha egyik élmenti csuklóban sincsen elfordulás elleni merevség, a borda utolsó csomópontja instabil lesz.

Konklúzió #

Ilyen esetekben valamelyik élcsuklónak egy minimális, a számítás eredményeit nem befolyásoló, saját tengelye körüli elfordulási merevséget adva már nem jelez instabilitást a program és a számítás lefut.