open all | close all

7.4. Неортогональные связи

Неортогональными являются связи, препятствующие смещению (повороту) вдоль (относительно) произвольных осей. Таблица неортогональных связей альтернативно поддерживается Графическим редактором. Таблица неортогональных связей используется для задания жестких несмещаемых связей, а также для задания ориентации конечных элементов упругих и односторонних связей (см. Прикрепление конечных элементов). В случае Пространственной системы таблица имеет вид

N связи - целое число, начиная с единицы без пропусков;
N узла - номер узла, на который накладывается связь;
Тип связи


- d, dn, dt - связь, препятствующая перемещению в заданном
  направлении; f, fn, ft - связь, препятствующая повороту
  относительно заданного направления; s - упругая или
  односторонняя связь;
Узел ориент. - номер узла ориентации;
Компонента
cos(n^x), ...  
- проекции заданного направления действия связи на глобальные
  оси координат (не обязательно нормированы на 1).

Если узел ориентации не задан, то направление действия связей всех типов совпадает с направлением, заданным значениями направляющих косинусов.

Если узел ориентации задан, то:

Плоская задача

Для d, dn, f и fn типов связи направление действия совпадает с линией, соединяющей узел, на который накладывается связь, и узел ориентации (для плоской задачи действие связей dn и fn ничем не отличается от d и f связей).

Связи dt и ft действуют в направлении, перпендикулярном оси, соединяющей узел, на который наложена связь и узел ориентации.

Если наряду с узлом ориентации заданы и значения компонент направляющих косинусов, то они игнорируются.

Пространственная задача

Направления действия n и f связей определяется так же, как и для плоской задачи. Если заданы значения направляющих косинусов, то они игнорируются.

Для dn и df связей, если направляющие косинусы не заданы, то действие этих связей ничем не отличается от действия d и f связей. Если направляющие косинусы заданы, то действие dn и df связей направлено вдоль перпендикуляра, опущенного на вектор, определенный направляющими косинусами, проведенный из узла ориентации.

Для определения направления действия связей dt и ft необходимо выполнить геометрическое построение. Из узла ориентации проводится вектор (вектор а), определенный компонентами cos(n^x), cos(n^y), cos(n^z). Из узла, на который накладывается связь, проводится перпендикуляр к ориентирующему вектору (вектор b). Направление действия связи совпадает с перпендикуляром к векторам a и b.


При прикреплении упругих или односторонних связей (упругие и односторонние связи моделируются набором одноточечных конечных элементов, см. Конечные элементы) в таблице Описание структуры в колонку Узел ориентации заносится номер строки таблицы Неортогональные связи, в которой содержится описание ориентации связи. Ориентация связи задается либо узлом ориентации, либо явным заданием направляющих косинусов связи. Направляющие косинусы связи должны быть нормированы на 1 (сумма квадратов косинусов равна 1). Если сумма квадратов косинусов не равна 1, то жесткость связи умножается на это число (этот прием используется при задании упругих связей, нормальных заданной поверхности).

В случае задания упругой угловой связи (st - элемент) для системы типа Плоская рама и упругих линейных или односторонних связей (sp, np, nd, nt, rl - элементы) для системы типа Балочная клетка, колонки Узел ориентации и Направляющие косинусы должны содержать нулевые значения.

Если упругие и/или односторонние связи формируются в Графическом редакторе, формирование соответствующих строк таблицы Неортогональные связи поддерживается автоматически.