8.2. Элемент rbar

Элемент RBAR жестко соединяет от 1 до 6 степеней зависимых свободы с 6 (ровно) независимыми степенями свободы. Независимые степени свободы должны быть такие, что по ним можно определить перемещения жесткого целого. Формат следующий

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
RBAR	EID	GA	GB	CNA	CNB	CMA	CMB

EID - идентификационный номер элемента

GA, GB - идентификационные номера соединяемых узловых точек

CNA, CNB - номера компонент независимых степеней свободы в глобальной системе координат для элемента в узловых точках А и В

СМА, СМВ- номера компонент зависимых степеней свободы в глобальной системе координат для элемента в узловых точках А и В.

Обычно элемент используется следующим образом - определяется на одном конце элемента 6 независимых степеней свободы и 6 зависимых - на другом конце. (Однако задание независимых степеней свободы на одном конце не является обязательным). Для проверки того, можно ли с помощью независимых степеней свободы определить перемещения жесткого целого, используется следующий тест - закрепляются независимые степени свободы и проверяется, может ли элемент каким либо образом перемещаться как жесткое целое.

8.3. Элемент rbe2

Элемент RBE2 дает удобную возможность жесткого соединения одних и тех же компонент нескольких разных узловых точек. Вместо RBE2 можно использовать несколько RBEI или RBAR, но это менее удобно. Формат следующий

RBE2	EID	GN	CM	GMI	GM2	GM3	GM4	GM5
	GM6	GM7	GM8	o.a.

EID - идентификационный номер элемента

GN - идентификационный номер узловой точки для которой определены все 6 независимых степени свободы элемента

СМ - номера компонент зависимых степеней свободы в глобальной системе координат для узловых точек GMi

GMi - номера узловых точек, в которых определены компоненты зависимых степеней свободы.

При использовании RBE2 необходимо определить единственную узловую точку с независимыми степенями свободы (поле GN) в которой все 6 степеней свободы являются независимыми. В поле СМ определяются зависимые степени свободы точек GMi в глобальной системе координат. Степени свободы для всех узловых точек одинаковы, если это не устраивает пользователя, то нужно использовать несколько RBAR, RBE2 или RBEI.

8.4. Элемент rbe3

Элемент RBE3 дает удобную возможность для распределения в модели нагрузок и масс. В отличие от RBE2 или RBAR элемент RBE3 не вносит в модель дополнительные жесткости. Усилия и моменты, приложенные к ссылочной (реперной) точке будут разнесены на систему независимых степеней свободы на основе геометрии элемента RBE3 и локальных весовых коэффициентов.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
RBE3	EID		REFGRID	REFC	WT1	C1	G1,1	G1,2
	G1,3	WT2	C2	G2,1	G2,1	т.д.	WT3	C3
	G3,1	G3,2	т.д.	WT4	C4	G4,1	G4,2	т.д.
	UM	GM1	CM1	GM2	CM2	GM3	CM3
		GM4	CM4	GM5	ó.ä.

EID - идентификационный номер элемента. Уникален относительно других жестких элементов

REFGRID - идентификационный номер реперной (ссылочной) узловой точки

REFC - номера компонент перемещении в реперной точке

Wti - весовой коэффициент компонент перемещений узловой точки Gi,j

Ci - номера компонент перемещений точки Gi,j

Gi,j - идентификационные номера узловых точек

"UM" - определяет начало описания степеней свободы, относящихся к m-set. По умолчанию к m-set относятся только степени свободы REFC.

Gmi - идентификационные номера узловых точек со степенями свободы, входящими в m-set

Cmi - номера компонент узловых точек GMi, входящие в m-set

Метод распределения усилий аналогичен классическому методу распределения усилий в болтовом соединении. Возможности элемента делают его удобным средством для передачи нагрузки от грубой модели (или от вычислений по другим методикам) на точную модель. Например, распределение сдвиговых усилий по поперечному сечению есть функция свойств самого сечения. Эти сдвиговые нагрузки могут быть приложены к сечению путем вычислений распределения сдвиговых напряжений на основе единичного нагружения и используя RBE3 с соответствующими весовыми коэффициентами в узловых точках. То есть вручную должно быть вычислено только одно распределение сдвиговых усилий. Так как в задаче обычно рассматривается несколько случаев нагружения, они могут быть приложены к зависимым точкам элемента RBE3.

F₁

F₅

where

F₂

M

F₃

F₄

F₁

where

r₁

F₃

r₅

r₂

F₅

r₃

M

r₄

F₄

Where F_i = force at DOF i

_i = weighting factor for DOF i

r_i = radius from the weighted center of gravity to point i

Figure 8-9. RBE3 Force Distribution.

Наиболее распространенная ошибка при использовании элемента RBE3 возникает при добавлении компонент 4, 5 и 6 во поле Ci (независимые степени свободы) в дополнение к поступательным степеням свободы. Вращательные степени свободы зависимых точек полностью определяются поступательными перемещениями независимых точек. Возможность ввода компонент 4, 5 и 6 во поле Ci предусмотрена только для специальных приложений, например когда все соединяемые точки коллениарны.

Рекомендуется использовать небольшие проверочные модели, если планируется использовать элементы с неравномерными весовыми коэффициентами, асимметричной геометрией либо соединяемых узлов, либо собственно геометрических характеристик. Использование тестовых моделей особенно рекомендуется, если реперная точка не расположена в центре соединяемых точек.