scia.m.surface - Oppervlakken modelleren

Met deze module kunt u vlakke of gebogen oppervlakken invoeren in SCIA Engineer. Vlakke of gebogen oppervlakken kunnen rechte of gebogen randen hebben, een constante of een variabele dikte, specifieke randvoorwaarden, zoals ribben, openingen, subregio's of uitsparingen die worden gedefinieerd door snijdende oppervlakken. U kunt oppervlak-, lijn- en knooplasten toepassen en knoop- en randsteunpunten definiëren. U kunt met specifieke tools de topologie van vlakelementen maken en bewerken, een EE-net erop genereren en deze inschakelen in de EE-analyse. Daarnaast is een complete reeks resultaten op oppervlakken beschikbaar. Alle tools en functies die beschreven zijn in module scia.m.frame zijn ook beschikbaar voor vlakelementen.

Rechte en gebogen oppervlakken

Naast vlakke oppervlakken kunnen ook gebogen oppervlakken (elementen) worden gemodelleerd. De structuur kan bijvoorbeeld cilinders, kegels, hyperboloïden, spiralen en andere eenvoudige of complexe vormen bevatten. Mathematisch gezien worden al deze oppervlakken gedefinieerd als variabele vierhoeken of driehoeken. Vervolgens is de vorm van de randen bepalend voor de vorm van het uiteindelijke oppervlak.

Zodra een gebogen oppervlak (element) is ingevoerd, kan het worden bewerkt met behulp van standaardfuncties voor geometrische manipulatie. Daarnaast kunnen de randen worden bewerkt en kan de vorm ervan worden aangepast. Zo kan een Bézierkromme worden veranderd in een lijn, en omgekeerd.

Uitsnijdingen van 2D-elementen

De module is een uitbreiding op de mogelijkheden van SCIA Engineer voor het genereren van intersecties van 2D-elementen. Onder bepaalde omstandigheden is het genereren van de intersectie onvoldoende (intersectielijn of -kromme), bijvoorbeeld als u een plaat wilt verbinden met een wand, zodat deze elkaar "kennen" en als eenheid functioneren. Aan de andere kant is voor met name gebogen oppervlakken meer nodig dan een eenvoudige berekening van de intersectiekromme. Het is meestal nodig een deel van de structuur aan de zijkant van de intersectie te verwijderen en het andere deel te behouden.
De actie wordt vervolgens in twee stappen gesplitst:

• berekenen van de intersectie (de intersectiekromme);
• verwijderen van het deel (de uitsnijding) dat niet moet worden meegenomen in de berekening (indien aanwezig).

 

Lineaire analyse van vlakelementen

Module scia.m.surface is een uitbreiding van de mogelijkheden van EE-analyse die zijn beschreven in module scia.m.frame, met de mogelijkheid om een net op vlakelementen (platen, wanden, schalen) te genereren en EE-analyses met deze elementen uit te voeren. De resultaten van de EE-analyse kunnen op verschillende manieren worden weergegeven en geëvalueerd.

Overzichtelijke en gedetailleerde resultaten

• Diagrammen over het model: diagrammen van resultaatwaarden over het model worden in een grafisch 3D-venster getekend.
• Resultanten: belastingen, reacties en krachten in secties.
• Gedetailleerde resultaten over afzonderlijke vlak- en schaalelementen: gedetailleerde evaluatie van resultaten en diagrammen per element.
• Uitgebreid rapport van de berekening.
• Engineering Report: combinatie van tabellen en afbeeldingen in een overzichtelijk rapport.
• Tabelresultaten: alle resultaatwaarden in tabelvorm (met de optie om dit naar MS Excel te exporteren).

Uitgebreide resultaten

Platen, wanden en schalen bieden de volgende opties voor het tekenen van resultaten op vlakken:

• isobanden / isolijnen
• resultanten
• lokale en globale extremen

Elk type van de basale resultaten over vlakelementen wordt ondersteund met diverse tools voor het weergeven van resultaten in geselecteerde gebieden: 

• integratiestroken
• secties
• middelingsstroken
   

3D-vrijevormmodelleerfunctie

De 3D-vrijevormmodelleerfunctie is een tool voor het modelleren van volumetrische 3D-vormen en is met name bedoeld voor bouwkundig gebruik. Het biedt alle voordelen van volledige 3D-modellering, zoals het invoeren in elke richting en op elk vlak in 3D, met een gerenderde of transparante weergave van bewerkte entiteiten.

De basisfuncties voor het modelleren van vaste lichamen vindt u in de service Structuur => Modelleren/Tekenen => Vast. De beschikbare basistypes zijn:

• Prisma
• Cilinder
• Omwentelingslichaam

Naast deze algemene 3D-volumes, zijn openschaaltypes beschikbaar:

• Open schaal - algemene veelhoek
• Open schaal - omwentelingslichaam
• Open schaal - vouwlichaam

Deze standaardreeks kan worden uitgebreid met de module "Parametrisch modelleren" scia.m.parametric.

De 3D-vrijevormmodelleerfunctie kan omgaan met volumes, die in feite gebaseerd zijn op gebogen vormen. Alle definitiekrommen kunnen snel en eenvoudig worden bewerkt door hun definitiepunten te verplaatsen.

Met deze benadering kunt u vrij eenvoudig bijna elke vorm maken.

De voorgedefinieerde vormen volgen dezelfde regels als elk ander blok in SCIA Engineer. U kunt in het dialoogvenster parameters instellen, maar zodra de vorm in de modelruimte is geplaatst, staat de vorm vast en kan deze niet meer parametrisch worden bewerkt. Geavanceerde modellering van algemene vaste lichamen, zoals uitstekende vaste lichamen, vaste omwentelingslichamen en dergelijke behoort tot de mogelijkheden. Booleaanse operatoren, zoals doorsnede, vereniging en verschil kunnen op verschillende lichamen worden toegepast met geavanceerde functies voor het aanpassen van de vaste vorm (het maken van een net voor een oppervlak, geometrische bewerkingen met knooppunten).
Basale vaste lichamen invoeren middels extrusie en rotatie van lijnen en krommen.

Volumetrische vormen kunnen op twee manieren worden gemaakt: middels extrusie of middels rotatie. Elke lijn of rand kan recht of gebogen zijn, dus er kunnen bijzonder veel verschillende vormen worden gemaakt.

Alle krommen houden hun type en kunnen later worden bewerkt. Alle krommen/lijnen volgen de positie van hun definitiepunten. Er kunnen snel bewerkingen worden uitgevoerd door deze punten te verplaatsen met de geometriebewerkingsfuncties. U kunt de reguliere functies "verplaatsen", "schaal" en "strekken" gebruiken, en u kunt numerieke bewerkingen op coördinaten van vertexen uitvoeren door de tabel te bewerken. Parametriseren is beschikbaar zoals in alle andere SCIA Engineer-entiteiten, zodat u zonder beperkingen met behulp van volumes parametrische sjablonen kunt maken. Voor parametriseren is de module "Parametrisch modelleren" scia.m.parametric vereist

Booleaanse operatoren in 3D

Booleaanse operatoren zijn standaardtools om 3D-vormen efficiënt te modelleren. De 3D-modelleerfunctie ondersteunt alle algemene operatoren:

• Verenigen
• Verschil
• Doorsnede (XOR)
• Verdeling (OR)

Zoals hierboven is vermeld, is de 3D-modelleerfunctie uitgerust met een reeks functies om vaste lichamen efficiënt lateraal aan te passen. Dit is gebaseerd op de technologie van het definiëren van oppervlakken op meerdere niveaus, waardoor de geometrie op primair en secundair niveau kan worden gedefinieerd. Dit wordt bereikt doordat tussen vlakken intern onderscheid wordt gemaakt.