FEM ConstraintRigidBody/pl

Opis

Definiuje wiązanie ciała sztywnego dostępne w CalculiX, które wiąże ruch węzłów należących do wskazanego obiektu geometrycznego z ruchem węzła referencyjnego, którego położenie jest definiowane przez użytkownika. W praktyce, można z tego skorzystać do przyłożenia warunków brzegowych lub obciążeń, które będą propagowane na wybrany obiekt. Ponieważ węzeł referencyjny ma obrotowe stopnie swobody, można w ten sposób przyłożyć na dowolną ścianę obciążenie momentem lub warunek brzegowy rotacji. Położenie węzła referencyjnego można zdefiniować, jeśli jest on odsunięty od obiektu geometrycznego to przykłada się w ten sposób siłę działającą na ramieniu.

Użycie

1. Jest kilka sposobów wywołania tego polecenia:
   • Wciśnij przycisk Wiązanie ciała sztywnego.
   • Wybierz opcję Model → Warunki brzegowe i obciążenia mechaniczne → Wiązanie ciała sztywnego z menu.
2. Wciśnij przycisk Dodaj.
3. W widoku 3D wskaż obiekty geometryczne (wierzchołki, krawędzie lub ściany, ale nie różne typy na raz), na które ma być nałożone wiązanie. Aby usunąć obiekty z zaznaczenia, wciśnij przycisk Usuń i kliknij na nich.
4. Wprowadź współrzędne węzła referencyjnego. Symbol w postaci kuli będzie pokazywał jego położenie.
5. Wybierz tryby dla 3 przemieszczeniowych i 3 obrotowych stopni swobody:
   • Free - domyślnie, bez warunku brzegowego ani obciążenia na tym stopniu swobody
   • Constraint - warunek brzegowy przemieszczenia/rotacji z podaną wartością (domyślnie: 0=utwierdzone) na tym stopniu swobody - dla obrotów należy ustawić oś (X, Y lub Z) i podać kąt (Angle)
   • Load - obciążenie siłą/momentem o określonej wartości na tym stopniu swobody

Belka wspornikowa poddana skręcaniu. Zielone symbole w kształcie pinezki wskazują ścianę, na którą nałożone jest wiązanie ciała sztywnego, zaś duża zielona kula to węzeł referencyjny. Moment jest zdefiniowany we właściwej osi.

Belka wspornikowa poddana obciążeniu złożonemu (zginanie ze skręcaniem) poprzez tzw. odległą siłę. Węzeł referencyjny jest odsunięty od belki i przyłożona jest do niego siła skierowana w dół.

Ograniczenia

• Obecnie jednostki momentu mogą być mylące. Aby przyłożyć 1 N*m należy ustawić 1 J w polu do wprowadzania wartości momentu (te jednostki są równoważne).
• To wiązanie można póki co przypisywać tylko do wierzchołków, krawędzi i ścian. Wsparcie dla brył (aby usztywniać całe objętości/części) powinno zostać dodane w przyszłości.
• Wskazany obiekt jest usztywniany. Aby przyłożyć obciążenia w bardziej podatny sposób, należałoby skorzystać z więzów distributing coupling dostępnych w CalculiX, ale nie w module MES programu FreeCAD.

Uwagi

• To wiązanie jest standardowym sposobem przykładania momentu na dowolne części. Inne opcje to Lokalny układ współrzędnych (tylko dla ścian cylindrycznych) lub para sił, ale wiązanie ciała sztywnego powinno być wystarczające w praktycznie wszystkich przypadkach.
• Nie należy przykładać żadnych innych wiązań/warunków brzegowych na węzły biorące udział w wiązaniu ciała sztywnego.
• Przykładając to wiązanie na wierzchołek lub krawędź należy ustawić odpowiedni obrotowy stopień swobody (w przypadku krawędzi, ten który zapobiegnie jej obrotowi wokół własnej osi) na zero.
• To narzędzie korzysta ze słowa kluczowego *RIGID BODY w CalculiX.