Unità di misura per elementi Beam user-defined o formulazione anisotropa Plate/Brick
Le finestre di dialogo per la definizione di proprietà User-Defined per elementi Beam, oppure per elementi Plate a formulazione anisotropa, contengono ora informazioni relative alle unità di misura. Tale opzione, oltre a facilitare l’inserimento delle quantità stesse in relazione al loro utilizzo all’atto della soluzione, permette una rapida conversione di tali unità su richiesta dell’utente.
Conversione tra sistemi di unità di misura
Il cambiamento di unità di misura in Straus7 riguarda ora tutte le quantità di post processing inserite. Vengono infatti incluse anche le tabelle, la definizione del comportamento anisotropo di Plate e Bricks oltre alle costanti inserite nella definizione di elementi Beam User-defined.
Operazioni di Undo per conversioni di unità di misura
I cambiamenti effettuati al sistema di unità di misura in Straus7 possono essere ora ripristinati utilizzando le funzionalità di Undo.
Nuove funzionalità per la visualizzazione
Immagine di sfondo
Straus7 consente ora l’inserimento di una immagine come sfondo della finestra del modello.
Scegliendo View/Options è possibile specificare il file *.jpg o *.bmp da utilizzare.
|
|
Spigoli liberi per la connessione tra elementi Plates e Bricks
Le impostazioni relative alla visualizzazione degli spigoli liberi di elementi Plate sono state estese al fine di rilevare anche la corretta connessione tra elementi Plate e Brick.
|
|
Loop interni di facce geometriche
La finestra di dialogo View/Options consente di non evidenziare i percorsi (loops) interni in relazione agli spigoli liberi geometrici o giunzioni a T. Tale opzione renderà più semplice l’identificazione di discontinuità geometriche non intenzionali.
|
|
Vista dinamica in modalità solida
L’operazione di rotazione dinamica di un modello, in visualizzazione solida, richiede generalmente un elevato tempo di elaborazione, specialmente per modelli di dimensioni consistenti. Straus7 interrompe, ora, il disegno del modello qualora l’utente applichi una ulteriore rotazione (ad. es. tramite un movimento del mouse), prima che tutte le entità siano state ridisegnate.
Arrotondamento degli intervalli dei contours
Le prestazioni relative all’arrotondamento (Rounded) dei valori per i limiti di ciascuna mappa di colore (contour) sono state incrementate. Tale modifica consente una maggior efficacia nelle operazioni di confronto tra modelli o soluzioni.
|
|
Opzioni di visualizzazione per elementi con Offset
Elementi con offset possono ora essere rappresentati indifferentemente nella posizione effettiva od in quella originaria (collegati ai nodi di afferenza).
|
|
Elementi Beam e links di lunghezza nulla
Straus7 consente ora la visualizzazione di elementi Link o Beam di lunghezza nulla. Mentre i Link con tali caratteristiche verranno indicati tramite i tipici trattini di estremità, un punto verrà utilizzato per gli elementi Beam. Tale miglioria permetterà una agevole selezione e visualizzazione anche per tali elementi.
|
|
Nuove opzioni di selezione
Selezione di spigoli/estremità libere
E’ stata aggiunta la possibilità di selezionale entità con estremità libere (Beam o Link) ovvero spigoli liberi (Plate e Brick), in relazione alla visualizzazione degli stessi. Essa risulterà utile in modelli complessi dove estremità libere di dimensioni ridotte sono spesso di non facile individuazione.
|
|
Selezione di entità appartenenti al percorso di carico
Nel caso in cui siano stati definiti all’interno del modello dei percorsi di carico (vedi Carichi Mobili) risulta possibile la selezione di tutti i nodi o degli elementi ivi definiti, utilizzando la voce Select/Entities on Load Path. Opzioni ulteriori riguardano All Load Paths, Selected Load Paths e Unselected Load Paths.
|
|
Selezione tramite ID
Straus7 consente la selezione delle entità tramite il loro attributo di ID, qualora fosse stato definito.
Novità relative all’implementazione delle condizioni di carico e vincolo
Rigidezze/smorzamenti nodali e attributo di suolo elastico dipendente dalla condizione di vincolo
Rigidezze e smorzamenti nodali sono stati resi dipendenti dalla condizione di vincolo. Tale situazione viene applicata, inoltre, all’attributo di suolo elastico per elementi Beam, Plate e Brick.
Nuove tipologie di link (costraints)
Multi-Point Link
Il “multi-point” è un nuovo tipo di Link che può essere utilizzato per definire condizioni di constraint tra un numero qualsiasi di gradi di libertà nodali. Un utilizzo tipico di tale Link risulta essere la distribuzione di un carico su di un certo numero di nodi senza che venga modificata la rigidezza della struttura.
Il Link “multi-point” consente a più nodi di essere connessi ad un unico nodo Slave.
Se viene selezionata l’opzione Equal, fattori di peso uguali vengono applicati in automatico a tutti i nodi/gradi di libertà. Per esempio, una equazione della forma DX(3) = DX(4)+DX(6)+DX(12) può essere applicata in modo rapido a tutti i gradi di libertà traslazionali e/o rotazionali dei nodi inclusi.
L’opzione User Specified consente l’inserimento manuale dei coefficienti combinatori per i gradi di libertà dei nodi inclusi; ad esempio potrà essere esplicitata una equazione della forma 1.3DX(3) = 2.1DX(4) – 0.9DX(6) + 2.3DX(12) + 1.53.
Il Link “multi-point” è compatibile con NASTRAN ed ANSYS MPC in relazione ad operazioni di importazione/esportazione del modello.
|
|
Point-Face Link
Il nuovo Link “point-face” risulta molto utile in operazioni di ripristino di compatibilità, come ad esempio mesh di assiemi geometrici importati tramite interfaccia CAD. Viene permesso ad un nodo di essere reso solidale ad uno spigolo o faccia di un altro elemento; il corrispondente Link “multi-point” viene automaticamente generato una volta lanciato il solutore.
|
Il Link “point-face” può essere creato in modo analogo ai Link già presenti in libreria. Le condizioni di compatibilità possono riguardare gradi di libertà traslazionali (Traslations), rotazionali (Rotations) od entrambi (Both). Esso richiede l’inserimento di un nodo unitamente ad una ubicazione in coordinate locali “u-v” sulla superficie dell’elemento (ovvero lungo l’asse di un elemento Beam).
|
|
|
La creazione di tali Link può essere condotta con modalità sia manuale sia automatica, qualora risulti necessaria la connessione reciproca di aree comprendenti un elevato numero di elementi. La procedura di creazione automatica avviene generalmente in due passi.
Il primo consiste nell’assegnazione dell’attributo “Attachment” alle aree oggetto di compatibilità. Tale attributo può essere assegnato a Beam, Plates, Bricks come a facce geometriche.
Una volta assegnati tutti gli attributi “Attachment” è sufficiente utilizzare il comando Tools/Attach Parts per generare in automatico il Link “point-face” dove essi sono necessari.
|
|
Un’altra applicazione riguarda l’intersezione di due mesh formate da elementi Plate ove non siano state imposte condizioni di compatibilità. L’utilizzo del Link “point-face” non si limita a situazioni di connessione tra facce o tra spigoli di elementi ma anche a condizioni miste spigolo-faccia.
Il Link “point-face” così come l’attributo di “Attachment” può essere utilizzato con tutti i tipi di entità gestiti da Straus7: Beam, Plate, Brick, faccia geometrica. Ciò significa che risulta possibile,ad esempio, la connessione di elementi Beam ad elementi Plate, come la connessione tra elementi Beam senza che risulti necessaria la suddivisione degli stessi.
La compatibilità potrà riguardare anche mesh distanziate di una certa quantità. Un valore di Max Gap potrà essere inserito a livello di elemento per unire mesh che risultano inizialmente separate. Un’opzione interessante riguarda la possibilità di specificare una connessione di tipo Flexible con la creazione di elementi Beam invece che con Rigid Links (attributo di “Attechment” di tipo Rigid). Gli elementi Beam così generati potranno essere di tipo “point-contact” in modo da poter simulare interazioni dovute al contatto tra mesh senza una precisa corrispondenza nodale.
Il Link “Point-Face” risulta essere particolarmente utile per assiemi la cui mesh viene generata in automatico.
Nuovi strumenti per la manipolazione degli elementi finiti.
Spostamento antimetrico
Tools/Move/by Skew permette di spostare obliquamente gli elementi in un modello. Gli elementi selezionati potranno essere resi sghembi in ciascuna o tutte le tre direzioni globali tramite l’inserimento di una linea retta.
L’esempio riportato a destra illustra una mesh rettangolare di Plate che è stata portata fuori squadra nella direzione globale Y per un totale del 10% della lunghezza del modello.
|
|
Scaling con rastremazione
Tools/Scale/by Taper permette ad un modello di essere scalato con riferimento ad un particolare asse. Una volta specificata una linea, gli elementi selezionati potranno essere scalati con riferimento ad ognuna delle tre direzioni globali. Due differenti moltiplicatori Taper P1 e Taper P2 possono essere specificati per creare la rastremazione voluta.
|
|
Taglia Beam e Plate
Elementi Beam e Plate possono essere tagliati in automatico una volta definito un segmento di retta; i nodi di intersezione verranno manipolati in automatico. La linea di taglio potrà essere definita tramite due nodi o vertici, un piano di taglio oppure un sistema di riferimento UCS.
Su richiesta Straus7 genera elementi Beam lungo le linee di taglio. Tali elementi potranno essere estrusi, ad esempio, al fine di creare irrigidimenti trasversali.
Nuovi grade per elementi Plate e Brick
Due nuovi grade sono stati resi disponibili:
Il primo è Quad Grade Tri  mentre il secondo viene indicato con Full Quarter Circle Grade  .
|
|
Estrusione di vertici in elementi Beam
Anche i vertici geometrici potranno ora essere estrusi in elementi Beam, come accadeva unicamente per i nodi in precedenti versioni di Straus7.
Estrusione diretta per facce di elementi Brick
Per creare altri elementi Brick da una mesh di Brick esistente, gli strumenti di estrusione consentono ora di partire direttamente dalle facce esistenti. Precedentemente era necessaria la creazione intermedia di elementi Plate. Con la finestra di dialogo dell’estrusione aperta, sarà possibile la selezione di facce singole come origine per la procedura di creazione dei nuovi elementi.
Proiezione normale a superfici
La manipolazione delle entità tramite proiezione, ad es. Extrude/by Projection/to Element Surface, Copy/by Projection/to Plane ecc, può ora essere condotta ortogonalmente agli elementi Plate di partenza (Normal to the Plate Source).
|
|
Creazione di UCS da entità
Un sistema di riferimento UCS può ora essere creato con riferimento ad ogni Beam, Plate o faccia geometrica.
Disgiunzione automatica
Il nuovo strumento Tools/Detach Elements può essere utilizzato per rendere disgiunta una parte di un modello FEM, mantenendo la coincidenza dei nodi di collegamento. Tale strumento consente di selezionare un qualsiasi gruppo di elementi e di staccarlo dal resto del modello senza che i nodi comuni vengano spostati. Tali nodi rimarranno coincidenti e, a richiesta, Link Master-Slave oppure elementi Beam potranno essere inseriti tra di loro. I Links Master-Slave possono, infatti, essere definiti utilizzando una lunghezza nulla così come gli elementi Beam a patto di utilizzare una formulazione “Connection”.
Tale strumento risulta particolarmente utile qualora debba essere impostata una successiva analisi di contatto.
Intersezione automatica di elementi Beam con Plate e Brick
Lo strumento Auto Intersect Beams può ora essere utilizzato anche in presenza di elementi Plate e Bricks. Nel caso in cui un elemento Beam intersechi gli spigoli di un Plate o di un Brick, il punto di intersezione verrà determinato in automatico e l’elemento verrà suddiviso conseguentemente. Inoltre, la tolleranza per l’operazione di intersezione viene impostata tramite l’opzione “zip tolerance”, permettendo una certa discrezionalità di azione.
Estrusione lungo una linea
Una nuova opzione per l’estrusione è disponibile nella Release 2.4 di Straus7: Tools/Extrude/Along a Line. Essa permette la definizione di una serie di elementi Beam allineati come riferimento nell’estrusione degli altri elementi.
|
|
|
Rotazione di elementi plates
Gli elementi Plate possono essere ruotati per cambiare in modo facile l’ordinamento locale dei nodi afferenti. Tale opzione permette una rotazione degli assi locali dell’elemento senza agire con lo strumento specifico; le direzioni A-B possono, inoltre, essere intercambiate per facilitare le operazioni di suddivisione.
Riposizionamento di nodi intermedi
I nodi intermedi degli elementi a formulazione quadratica possono ora essere riposizionati riferendosi ad una linea retta come ad uno spigolo curvo.
Allineamento di Beams utilizzando elementi Plate
Straus7 R2.4 permette ora di allineare in automatico gli assi principali 1 e 2 e quelli locali x ed y degli elementi Beam, utilizzando come riferimento la normale degli elementi Plate ad essi connessi. Tale strumento risulta utile in particolare per l’allineamento degli irrigidimenti di una qualsiasi piastra nervata.
Mesh Clean
La disposizione dei nodi risultante da un’operazione di cleaning della mesh può ora essere controllata dall’utente. Alla sezione Options è possibile scegliere se riposizionare i nodi alle coordinate di uno dei due, come alla coordinata media.
L’impostazione Lower node/Higher node controlla quale dei nodi dovrà essere mantenuto all’interno del modello.
Le opzioni Allow zero length links e Allow zero length beams possono essere utilizzate per permettere/evitare la cancellazione di elementi di lunghezza nulla.
|
|
Nuovi strumenti per la manipolazione delle entità geometriche
Intersezione di spigoli geometrici
Nella Release 2.4 di Straus7 è possibile l’intersezione automatica tra gli spigoli geometrici; un nuovo vertice verrà posizionato all’intersezione determinata. Se viene inoltre attivata l’opzione Split Intersected faces, una volta individuati due spigoli condivisi, Straus7 provvederà alla suddivisione della faccia geometrica. Tale strumento costituisce un significativo vantaggio nella preparazione delle geometrie per la successiva generazione automatica della mesh; esso diviene maggiormente efficace se utilizzato assieme agli strumenti Graft Edges to Faces e Split Face by Vertices.
Splitting di facce tramite vertici
Linee di sezione per facce geometriche possono ora essere create in Straus7 oltre che in ambiente CAD. L’utente, infatti, può specificare una linea tra due vertici; la superficie verrà sezionata sulla base della linea, nello spazio dei parametri, che unisce i due vertici in questione. Per esempio, operando su di un piano si otterrà sempre una linea di sezione retta, su di un cilindro una linea retta, una curva ellittica od elicoidale, mentre su di una Nurb la forma della linea di sezione dipenderà dalla definizione stessa della superficie. Tale funzione risulta ideale per la creazione di linee nodali, ad esempio per l’applicazione successiva di carichi e/o vincoli al modello.
Splitting di facce tramite piani
Un nuovo strumento Split Face by Plane è disponibile in Straus7 per la creazione di linee di sezione. Qualsiasi faccia geometrica potrà essere sezionata tramite un piano definito nel sistema globale ovvero tramite un UCS cartesiano.
|
|
Operazioni di cucitura per spigoli e facce geometriche
Il tool di Grafting è stato migliorato ed ora risulta compatibile con tutti i tipi di spigolo e faccia (precedentemente tale strumento poteva essere utilizzato unicamente con linee rette su piani). L’utilizzo di questo strumento permette di garantire la compatibilità nodale alla fine dell’operazione di generazione automatica della mesh.
|
|
Funzionalità di adattamento automatico di facce geometriche
Lo strumento di adattamento automatico (Morph Geometry) può essere utilizzato per la chiusura di eventuali discontinuità tra facce geometriche adiacenti. Nell’esempio sulla destra una faccia triangolare viene rimossa lasciando un vuoto tra due spigoli. Lo strumento di adattamento consente di fondere assieme i due spigoli geometrici liberi, per ripristinare la compatibilità della mesh. Mentre tale funzione è stata comunque sempre presente internamente durante le operazioni di pulizia della geometria, essa è ora stata resa esplicita all’utente come strumento.
|
|
Ricostruzione di facce geometriche
A volte capita di importare facce geometriche con una mappa B-spline di bassa qualità. Anche se la forma della superficie risulta corretta, la qualità della mesh generata in automatico potrebbe risultare pessima per quanto sopra esposto. La nuova opzione Tools/Geometry Tools/Rebuild Faces, implementata in Straus7, consente la sostituzione della vecchia faccia geometrica con una caratterizzata da migliore qualità. Tale strumento aumenta quindi la qualità delle mesh di superficie generate in automatico.
Come parte integrante di tale strumento, risulta possibile la visualizzazione dei punti di controllo della superficie (tramite Entity Display) per migliorare le informazioni a disposizione su di essa; è possibile avere, inoltre, un’idea del numero di punti di controllo richiesti per la generazione di una migliore mesh.
|
|
|
Geometria originale e mesh risultante
|
Geometria ricostruita e mesh risultante
|
Creazione di vertici utilizzando funzioni di proiezione
La nuova release di Straus7 consente la creazione di nuovi vertici sulla base di nodi, punti griglia o vertici esistenti. È sufficiente la selezione dello spigolo sopra il quale deve essere generato il nuovo vertice e successivamente fare Ctrl-Click su di un nodo, punto griglia o vertice. Se l’entità selezionata può essere proiettata sullo spigolo in una delle tre direzioni cartesiane, avverrà la creazione del vertice. Ripetendo l’operazione di Ctrl-Click, il programma utilizzerà, ciclicamente, le proiezioni rispetto alle direzioni X, Y e Z.
Trattamento di facce geometriche coincidenti
Per la creazione di una mesh solida oppure per il settaggio di un’analisi di contatto, risulta importante assicurare la compatibilità tra facce geometriche coincidenti. Durante la pulizia della geometria, Straus7 cancella tutte le facce tranne una per generarne una seconda identica a quella lasciata. Tale operazione assicura che le mesh generate sulle facce coincidenti siano uguali.
Transizione della mesh sullo spigolo geometrico
L’opzione Skip Edge Transitioning può essere impostata nella finestra di dialogo per la generazione automatica della mesh. Così facendo lo spigolo non esibirà una transizione significativa presentando degli elementi con spigoli di dimensione approssimativamente uguale. Questa nuove feature risulta interessante qualora sia importante mantenere una distanza piuttosto uniforme tra i nodi sui singoli spigoli.
|
|
Mostra normali di entità geometriche
L’orientazione delle facce geometriche può essere controllata in modo analogo a quanto già disponibile per le normali degli elementi Plate. L’orientazione della geometria sarà riprodotta negli elementi Plate generati in automatico su di essa.
L’utilizzo del nuovo strumento di Tools/Align/Flip Entities permette il cambiamento di orientazione delle normali su richiesta dell’utente.
|
|
Conversione di elementi Plate in facce geometriche
Straus7 consente ora la creazione automatica di entità geometriche a partire da elementi Plate, utilizzando Tools/Convert/Plates to Faces. Qualsiasi elemento Plate potrà essere convertito in geometria al fine di generare mesh con procedure automatiche o di esportazione verso altre applicazioni tramite le interfacce IGES o STEP.
Diviene così possibile un approccio di modellazione che parte dalla generazione preliminare grossolana di elementi Plate e continua con una procedura automatica per gli infittimenti.
Se la mesh di partenza non è compatibile, gli strumenti quali Graft Edges to Faces, Split Face by Vertices, potranno essere utilizzati per il ripristino della compatibilità prima delle operazioni di generazione automatica.
|
|
Nuovi moduli di progetto
Armatura di elementi plate
La nuova release di Straus7 include ora la verifica dell’armatura, per lastre di c.a. Le direzioni delle barre di armatura possono essere definite per elementi Plate/Shell, valutando in post-processing i quantitativi necessari unitamente alle azioni sollecitanti.
La finestra di dialogo Property/Reinforcement consente di definire la geometria delle barre di armatura. Risulta necessario specificare diametri, distanze tra barre, ecc.
Le proprietà resistenti di acciaio e calcestruzzo vengono richieste all’utente, al fine di procedere con il calcolo standard dei quantitativi di armatura.
Una delle peculiarità degli strumenti di dimensionamento dell’armatura in Straus7 consiste nella possibilità di considerare sia le azioni flessionali, sia quelle membranali.
|
Diverse configurazioni di armatura possono essere applicate a diverse parti della mesh; reti di armatura a maglie non ortogonali possono essere inserite specificando l’angolo tra le direzioni dei singoli strati.
|
|
La configurazione dell’armatura può essere specificata anche dopo la soluzione del modello, in modo analogo a quanto accade per le combinazioni lineari di carico; tutti i calcoli vengono infatti prodotti in fase di post-processing. I risultati relativi all’armatura di elementi Plate/Shell saranno disponibili in ogni file risultato per il quale siano presenti risultanti in termini di forze o momenti.
|
La quantità Wood-Armer Moments è stata aggiunta a livello di post-processing e consente di ottenere i risultati specifici per il dimensionamento dell’armatura.
|
|
|
Sequenze costruttive
L’analisi delle sequenze costruttive è divenuta parte integrante della nuove Release 2.4 di Straus7. Tale nuova implementazione consente all’utente di controllare quali elementi dovranno essere attivi nel modello per ciascuna fase dell’analisi. Gli elementi possono essere quindi attivati/disattivati in ogni fase.
L’analisi per sequenze costruttive risulta utile in una moltitudine di applicazioni pratiche, come ad esempio:
- La costruzione di un edificio multipiano in cui ogni piano risulta soggetto a peso proprio prima della costruzione del successivo.
- La procedura di montaggio di un ponte strallato dove l’impalcato viene appoggiato su pile provvisorie prima dell’istallazione e tensionamento dei cavi.
|
|
|
|
Fase 1: Terreno integro.
|
Fase 6: Rimozione di una porzione di terreno ed istallazione di un guscio di calcestruzzo.
|
Fase 13: Rimozione completa del terreno ed installazione di tutto il guscio di calcestruzzo.
|
La definizione della sequenza delle fasi di costruzione avviene tramite le informazioni contenute nei gruppi; Tale struttura dovrà quindi corrispondere alle varie parti che sono attive nella medesima fase. Ad esempio, è possibile creare gruppi denominati Porzione di Terreno 1, Porzione di Terreno 2, Guscio di Calcestruzzo 1, ecc. in quanto gli elementi corrispondenti verranno rimossi od inclusi in fasi separate di analisi. Una volta definiti i gruppi con i criteri sopra esposti, le singole fasi verranno definite di conseguenza.
|
La finestra di dialogo Global/Stages permette di definire ogni singola fase costruttiva. Per ognuna di esse risulta necessario specificare l’insieme dei gruppi non attivi.
Se l’albero dei gruppi esistente ricalca esso stesso le parti aggiunte (o rimosse) in fasi successive di analisi, è disponibile l’opzione di creare in automatico tale successione  , basandosi unicamente sulla struttura ad albero definita.
|
|
|
Una volta definita la sequenza completa, è possibile creare un’animazione con funzione di anteprima 
. Tale animazione ripercorre le fasi definite nel modello. Tale strumento permette di eseguire una verifica della fase in cui ciascun gruppo viene attivato o rimosso; in tal senso esso offre un utile strumento grafico di verifica.
Durante la sequenza costruttiva i nodi possono essere adattati (“morphed”) per ripristinare la compatibilità del modello. Utilizzando questa opzione, gli elementi finiti vengono inseriti ed adattati alla posizione che essi dovranno occupare indipendentemente dalla loro geometria iniziale. Tale configurazione adattata diviene quindi lo stato naturale (con tensioni nulle) della parte inserita. Se l’opzione di “Morph” non viene selezionata, allora lo stato naturale di ciascuna parte viene riferito alla configurazione geometrica indeformata.
Una volta specificate in modo opportuno la struttura dei gruppi e le sequenze, la risoluzione del modello avviene tramite il solutore Non Lineare Statico. Gli incrementi non lineari possono essere specificati come in release precedenti di Straus7 utilizzando l’opzione di analisi priva di sequenza costruttiva 
. Nel caso di analisi con sequenze costruttive , informazioni addizionali dovranno essere specificate, come ad esempio l’applicazione del carico ad ognuna delle fasi. Non tutte le fasi dovranno necessariamente essere risolte; sarà sufficiente selezionare quelle di interesse con i relativi moltiplicatori di carico.
Nell’esempio riportato in seguito, l’accelerazione gravitazionale rappresenta l’unico carico agente nella fasi durante le quali vengono rimosse porzioni successive di terreno ed istallati via via conci del rivestimento in calcestruzzo. Una volta completata la sequenza costruttiva per il tunnel, viene applicato un sovraccarico superiore a completamento dell’analisi.
|
Se il modello include un numero significativo di fasi costruttive, può risultare utile la possibilità di generare in automatico la tabella dei relativi moltiplicatori di carico.
Tale strumento consente di dichiarare quali fasi dovranno essere incluse nell’analisi unitamente ai moltiplicatori di carico finali per ognuna di esse.
|
|
Anche se l’intera simulazione in sequenza costruttiva può essere condotta unicamente con il solutore Non lineare Statico, qualsiasi altro solutore può essere utilizzato per la simulazione di fasi specifiche. Ad esempio, volendo determinare lo spostamento totale della struttura soggetta a carichi gravitazionali nella configurazione di prima fase, è possibile la selezione di questa fase come Active Stage nel solutore Statico Lineare. Tale modalità operativa consente, di fatto, di escludere selettivamente alcuni gruppi dall’analisi, rimanendo essi comunque definiti all’interno del modello.
|
L’analisi dei risultati (post-processing) viene condotta allo stesso modo di quanto avviene nelle release precedenti di Straus7 per le analisi senza sequenze costruttive. Ogni incremento viene riportato nel menu dei casi risultanti; a lato viene indicata inoltre la fase costruttiva cui esso si riferisce. La visualizzazione dei risultati non cambia rispetto a precedenti release; chiaramente solo gli elementi inclusi nella fase attiva avranno risultati che possono essere interrogati. Le opzioni di visualizzazione per gli elementi senza risultati possono essere impostati tramite Results/Options.
Carichi mobili
La nuova release 2.4 di Straus7 include strumenti automatici che consentono di svolgere in modo agevole l’analisi delle strutture soggette a carichi mobili.
- Solutore per linee e superfici di influenza.
|
Straus7 consente di assegnare diverti tipi di response variable a tutte le tipologie di elementi disponibili in libreria. Per i nodi è possibile l’assegnazione di spostamenti o reazioni vincolari nel sistema globale Cartesiano come in un UCS qualsiasi. Per gli elementi Beam tutti e sei i parametri di sollecitazione possono essere inclusi come response variable. In modo analogo risulta possibile l’assegnazione di forze e momenti per i Plate e di tensioni per gli elementi Brick. Un qualsivoglia numero di response variable può essere risolto con un solo lancio del Load Influence Solver; ognuna delle variabili genera una pseudo condizione risultate per tale solutore.
|
|
Una volta assegnate tutte le variabili di risposta, è sufficiente lanciare il Load Influence Solver.
|
Nell’esempio di destra è stato simulata una trave in semplice appoggio con un vincolo verticale vicino all’estremità di destra. Il momento flettente è stato assegnato come Response Variable, con riferimento alla figura. Il risultato illustra che una forza unitaria, applicata nelle vicinanze del punto di interesse, genera un momento flettente pari a -117.551 Nmm ove è stata specificata la response variable. Una forza applicata, invece, all’estremità di destra genera un momento flettente pari a 9.524 Nmm sempre nella stessa ubicazione.
|
|
Il solutore Load Influence può essere utilizzato in concomitanza con l’opzione Load Path, come indipendentemente da esso. Il nuovo modulo di Straus7 per i carichi mobili è stato progettato per supportare diverse normative nazionali, ad esempio AS5100, BS5400 e AASHTO LRFD Bridge Design Specifications.
I singoli veicoli, nel “Load Path Template” possono essere definiti come carichi concentrati oppure come carichi distribuiti. I carichi concentrati possono essere sia raggruppati che liberi, mentre quelli distribuiti possono essere successivi, precedenti liberi o raggruppati in modo da soddisfare le richieste delle singole normative. Aree senza carico possono essere, inoltre, aggiunte ai precedenti modelli.
Le tipologie singole di carico possono essere combinate per coprire le tipologie richieste dalle singole normative nazionali; i carichi veicolari HA e HB così come il carico ferroviario utilizzato nella BS5400 possono, ad esempio, essere supportati. E’ possibile per l’utente la definizione diretta della propria libreria di carichi mobili, come l’utilizzo dei modelli standard forniti con la nuova release 2.4 di Straus7.
I carichi possono essere definiti in qualsiasi sistema di coordinate globale o locale, rendendo facile l’applicazione di carichi da frenamento o forze centrifughe.
|
Straus7 prevede l’applicazione fino a 16 corsie di carico; per ciascuna è, poi, possibile applicare moltiplicatori opportuni. Essi possono essere applicati ispirandosi a differenti normative nazionali, ad es. AASHTO oppure AS 5100.
I veicoli possono essere ad istanza singola o multipla ed inoltre posizionarsi indifferentemente tra due corsie adiacenti.
|
|
|
Sia carichi concentrati che distribuiti possono agire simultaneamente su ogni corsia.
|
|
|
In Straus7, i percorsi di carico possono riguardare qualsiasi elemento della libreria. Essi possono inoltre essere rettilinei o in curva indipendentemente dalla densità della mesh sottostante. Nel caso in cui, cioè, il percorso di carico occupi solo parzialmente la superficie di un elemento, tale sarà anche il comportamento dei carichi applicati. Inoltre se la mesh ad elementi finiti subisse delle modifiche da parte dell’utente, non ci sarebbe alcuna necessità di modificare l’impostazione dei carichi mobili.
La modifica del singolo percorso di carico può essere agilmente condotta operando unicamente a livello di attributi come ad esempio il “Load Path Type”, il gruppo, gli elementi caricati e gli intervalli di posizionamento.
|
|
- Combinazioni Load Influence
|
I percorsi di carico possono essere combinati con le response variables per generare le “Load Influence Combinations”. Straus7 determina, così, in automatico le combinazioni critiche di carico in relazione alle risposte attese ed al segno dell’estremo cercato.
|
|
Le Load Influence Combinations possono riguardare variabili singole o multiple, in relazione all’ottenimento della risposta massima (Max) o minima (Min) delle variabili semplici o di loro combinazioni. Ad esempio, è possibile conoscere la posizione del carico mobile che rende estrema la reazione vincolare in un singolo nodo, come anche la somma di tali reazioni in un certo numero di nodi. Una volta generate le combinazioni, nuove condizioni di carico verranno create nel modello nelle posizioni critiche richieste dall’utente. Tali condizioni di carico divengono dei comuni casi primari che possono essere utilizzati direttamente ovvero combinati con altre condizioni.
- Carichi mobili nel dinamico transitorio
Un carico mobile dinamico può essere semplicemente generato per l’utilizzo con i solutori al passo. La velocità iniziale di ciascun veicolo viene assegnata tramite il “Template” del percorso di carico e viene utilizzata dai solutori Quasi Statico e nel Transitorio Dinamico per la determinazione della sequenza di attraversamento di tale veicolo.
Così come avviene per i carichi concentrati o distribuiti, anche una sorgente termica mobile può essere simulata. Tale situazione, con l’ausilio del solutore Termico Transitorio, serve a simulare tutti quei casi in cui lo spostamento della sorgente termica è di importanza come ad esempio il campo termico prodotto dal processo di saldatura.
Nuovi attributi
Attributo di ID
Un attributo di ID può ora essere assegnato in Straus7 a nodi, elementi ed entità geometriche; esso è costituito da numeri interi. Tale attributo può essere assegnato ad entità singole ovvero a gruppi di elementi. Esso è indipendente dalla numerazione interna delle entità e non subirà alcuna modifica in relazione all’aggiunta od alla rimozione di entità dal modello.
Offset della massa non strutturale
E’ ora possibile, in Straus7, applicare un offset della massa non strutturale sia in una direzione globale, sia riferendosi ad un qualsiasi sistema UCS.
|
|
Sorgente termica nodale
Straus7 release 2.4 permette l’assegnazione di una sorgente terrmica nodale. La variabilità della stessa con la temperatura o con il tempo potrà essere specificata attraverso una tabella di tipo “Factor vs Time” o “Factor vs Temperature”.
Velocità nodale
L’attributo di velocità nodale può ora essere applicato con riferimento al sistema globale di coordinate che a quello UCS definito dall’utente. Esso viene utilizzato nei solutori nel Transitorio per la valutazione delle condizioni iniziali. Esso risulta particolarmente utile nella simulazione di impatto qualora una parte del modello abbia una velocità relativa rispetto all’altra.
Accelerazione nodale
Straus7 R2.4 permette l’assegnazione di una accelerazione nodale secondo un sistema globale Cartesiano oppure un qualunque UCS. Tale attributo permetterà di applicare accelerazioni variabili a differenti porzioni del modello; in questo modo si estendono le possibilità offerte dall’applicazione di accelerazioni globali all’interno della finestra di dialogo per la definizione delle condizioni primarie di carico.
Temperatura esterna per elementi Pipe
Per l’assegnazione della temperatura sulla superficie esterna di un elemento “Pipe” su potrà indifferentemente applicare l’attributo specifico od eventualmente utilizzare l’attributo di temperatura nodale.
Sforzo normale per elementi Pipe
Applicando l’attributo di pressione interna/esterna su di un elemento “Pipe”, può essere attivata l’opzione Include Axial Force. Tale attributo tiene in conto lo sforzo assiale generato in presenta di una tubazione con un’estremità chiusa.
Elemento Beam a sezione variabile
Nelle versioni precedenti di Straus7 un elemento Beam a sezione variabile poteva essere creato come sequenza di elementi a sezione costante, utilizzando ad esempio lo strumento Interpolate Beam Sections. L’elemento a sezione variabile diviene ora parte integrante della libreria di Straus7. L’attributo di “Tapered Beam” può essere utilizzato per creare una rastremazione con riduzioni qualsiasi alle estremità dell’elemento. Tale rastremazione potrà essere simmetrica o meno rispetto alle due estremità della sezione trasversale.
Tale attributo è disponibile per ogni sezioni standard in Straus7 come anche per le sezioni BXS definite dall’utente.
Qualora l’elemento venga suddiviso, l’attributo di “Taper” (rastremazione) verrà ereditato dai Beam creati in modo da non alterare la geometria iniziale dell’elemento.
|
|
|
|
Modifica delle rigidezze per elementi Beam
I valori per le rigidezze relative ad elementi Beam possono ora essere modificati anche all’esterno della finestra di dialogo delle proprietà. E’ possibile applicare, infatti, un moltiplicatore alla rigidezza assiale, a taglio o torsionale dei singoli elementi. Tale feature risulta analoga a quella per l’assegnazione dello spessore agli elementi plate come attributo anziché tramite la finestra di dialogo delle proprietà.
|
|
Forza puntuale su elementi Plate
Straus7 R2.4 consente ora l’applicazione di una forza concentrata in un punto qualsiasi della superficie degli elementi Plate. L’ubicazione della forza puntuale può essere individuata in coordinate globali Cartesiane od UCS, oppure attraverso le coordinate u,v locali del Plate.
|
|
|
Momento Puntuale per elementi Plate
In modo analogo a quanto descritto per le forze puntuali, momenti concentrati possono essere applicati ad elementi Plate.
Convezione superficiale per elementi Plate
Nelle release precedenti di Straus7 la modellazione di uno scambio convettivo ortogonale ad una superficie richiedeva l’utilizzo di elementi Brick. Nella nuova versione possono essere definite entrambe le quantità che permettono lo scambio termico convettivo ortogonalmente alla superficie del Plate (coefficiente di scambio e temperatura di riferimento) . Risulta inoltre possibile utilizzare le tabelle Factor vs Time ovvero Factor vs Temperature, per sancire una variazione rispetto al tempo o alla temperatura di tale attributo. L’utente può richiedere, tramite l’opzione dedicata, che la convezione agisca solo sulla superficie +z ovvero –z, oppure entrambe.
|
|
Irraggiamento superficiale per elementi Plate
In modo analogo a quanto descritto per lo scambio termico convettivo, la nuova release di Straus7 permette la definizione di uno scambio termico per irraggiamento ortogonalmente alla superficie normale degli elementi Plate.
Forza puntuale per elementi Brick
Risulta possibile l’applicazione di una forza concentrata in un punto qualsiasi della faccia di un elemento Brick in modo analogo a quanto precedentemente descritto per ‘attributo “Plate Point Force”
Pre-carico per elementi Beam/Plate/Brick
Il precarico relativo ad un elemento Beam può ora essere applicato sia come pre-tensione che come pre-defomazione. In modo analogo diviene possibile l’applicazione di pre-stress o pre-strain ad elementi Plate e Brick. Straus7 associa ora a tali attributi anche una tabella con ascisse temporali, permettendone un utilizzo diretto nei solutori Al Passo.
|
|
Compatibilità indotta
L’attributo “Attachment” può essere assegnato ad elementi Beam, Plate, Brick oppure a facce geometriche. Esso viene utilizzato in concomitanza con il “Point-Face” Link per il ripristino della continuità strutturale. Utilizzando tale attributo diviene facile, anche dopo che una mesh è stata infittita per ragioni di accuratezza, ripristinare la compatibilità tra porzioni del modello.
Pre deformazione per elementi di contatto
La nuova release 2.4 di Straus7 permette di applicare una pre-deformazione agli elementi di contatto. Tale possibilità consente di spostare l’ubicazione del contatto.
Assegnazione del gruppo tramite attributo
L’assegnazione degli elementi al relative gruppo può ora avvenire utilizzando l’apposito attributo Attributes/…/Group.
Tipologia di Link
La tipologia di Link può essere modificata ad opera del relativo attributo Attributes/Link/Type. Anche il gruppo può essere assegnato ai Link in modo analogo a quanto avviene per altre entità.
Età al primo carico
L’età alla quale l’elemento subisce la prima applicazione del carico esterno, può essere inserita in Straus7. Essa viene utilizzata principalmente nell’analisi viscoelstica di strutture in calcestruzzo. La definizione di questa quantità, così come accade,ad esempio, per gli spessori del Plates, viene definita sia nella finestra di dialogo delle proprietà, che come attributo.
Attribute Summary
Una sintesi di tutti gli attributi nodali e di elemento presenti in un modello FEM può ora essere visualizzata in Straus7 tramite il foglio elettronico Summary/Attributes.
|
|
Online Editor
Quando, per un certo attributo, viene associate una tabella, essa viene ora riportata nell’On-line Editor da cui è inoltre possibile la sua modifica.
Nuove tipologie di modelli costitutivi
Viscosità
Modelli di viscosità sono ora disponibili in Straus7 per elementi Beam, Plate e Brick. Due tipi di modelli di viscosità sono stati implementati: modelli per viscosità e ritiro propri del calcestruzzo e modelli di viscosità seondo il criterio di Von Mises.
- Ritiro e viscosità del calcestruzzo
|
E’ stata aggiunta la voce “Creep” nel menu Property per la definizione di quantità specifiche per la simulazione di viscosità e ritiro. Sono a disposizione dell’utente differenti leggi, le prime tre delle quali sono espressamente dedicate alla modellazione della viscosità e ritiro del calcestruzzo.
L’opzione Hyperbolic Law è comunemente utilizzata dalle normative di verifica per le strutture di calcestruzzo quali CEB-FIP1990 (Europea) e ACI209 (Americana). I coefficienti da inserire in Straus7 sono esattamente quelli richieste dalle normative sopra-citate.
|
|
Ulteriori normative nazionali o dati sperimentali possono essere supportati tramite la legge di viscosità di tipo User Defined. Tale opzione permette l’inserimento di tabelle “Strain vs Time” a cui è possibile riferirsi durante la soluzione. Normative quali AS3600 (Australiana) o BS8110 (Britannica) possono essere gestite in questo modo.
La terza legge a disposizione degli utenti per la descrizione del ritiro e viscosità del calcestruzzo, viene denominata Viscoelastic Chain. Tale opzione consente di inserire direttamente da parte dell’utente i coefficienti della catena di Maxwell o Kelvin per la descrizione del modello di viscosità.
I tre modelli sopra descritti considerano anche la presenza del ritiro oltre alla viscosità. I dati relativi al ritiro possono essere inseriti attraverso un tabella deformazione-tempo oppure una formula analitica basata su esplicite richieste normative.
Infine gli effetti della temperatura possono essere inclusi sia per i modelli di ritiro che di viscosità.
Nella simulazione del comportamento del calcestruzzo, l’età alla prima applicazione del carico rappresenta una quantità importante, tanto che essa può essere definita sia a livello di proprietà che tramite specifico attributo.
|
I valori delle costanti per la definizione della legge di viscosità possono essere assegnate alle singole proprietà tramite la nuova sezione Nonlinear.
|
|
Una volta definite le costanti per le leggi di viscosità e ritiro, unitamente a carichi e/o temperature, il modello può essere risolto tramite l’utilizzo del solutore Quasi Statico o Non Lineare nel Transitorio Dinamico.
|
Spostamento, tensioni, deformazioni ecc. possono essere consultate, in post-processing, come per una normale analisi nel transitorio.
|
|
- Viscosità secondo Von Mises
Il secondo tipo di analisi viscoelastica supportata in Straus7 è rappresentato dai modelli secondo Von Mises. Tali formulazioni possono essere utilizzate per trattare i materiali metallici ma non sono limitati ad essi. In modo analogo a quanto avviene per il comportamento differito del calcestruzzo, le quantità rilevanti possono essere definite tramite la finestra di dialogo Property/Creep.
|
Straus7 rende disponibili diversi modelli per tale tipo di viscosità. I modelli maggiormente noti sono le tre “Power Laws”. Analogamente agli altri modelli costitutivi, le costanti possono essere inserite nella relativa finestra di dialogo per la definizione del comportamento voluto.
|
|
|
La definizione della legge di viscosità secondo Von Mises può essere affrontata anche tramite una legge di tipo User Defined Creep.
Risulta semplice l’inserimento, a tale proposito, di una serie di tabelle deformazione-tempo corrispondenti a diversi livelli di tensione e/o temperatura.
|
|
Il calcolo del rateo di viscosità può essere eseguito sia rispetto al tempo (Time) che rispetto al rateo di deformazione (Strain Rate), per un numero consistente di modelli di viscosità. Straus7 permette di selezionare il tipo di incrudimento nella finestra di dialogo per la definizione delle proprietà viscose. L’opzione Cyclic viene utilizzata per estendere il modello di viscosità alla descrizione di un carico ciclico.
Le proprietà viscose secondo Von Mises vengono assegnate tramite la finestra di dialogo delle proprietà, analogamente a quanto già visto per i modelli propri del calcestruzzo.
I solutori Quasi Statico e Non Lineare nel Dinamico Transitorio possono essere utilizzati con i modelli di comportamento viscoso. Le proprietà definite in relazione ai modelli di viscosità secondo Von Mises possono essere utilizzati assieme a comportamenti non lineari elastici oppure elasto-plastici che utilizzano lo stesso criterio di resistenza.
|
In modo analogo a quanto avviene per i modelli di viscosità del calcestruzzo, spostamenti, deformazioni e tensioni possono essere estratti in post-processing dal modello. In aggiunta è possibile il recupero delle informazioni relative alla sola parte viscosa della deformazione unitamente al rateo corrispondente.
|
|
Modello di Cam-Clay modificato
Un nuovo modello costitutivo, basato sulla meccanica dello stato critico, è stato inserito ora in Straus7. Il modello di elasto-plasticità secondo Cam-Clay risulta largamente utilizzato nelle applicazioni geotecniche. Caratteristiche peculiari di questo modello sono la capacità di includere, nella sua formulazione, l’influenza della pressione, della dilatanza, incrudimento, softening, pressione neutrale in condizioni sia drenate che non drenate. Tale modello costitutivo può essere applicato, nella nuova release di Straus7, ad elementi in stato piano di deformazione, assialsimmetrici o 3D Brick.
|
Le caratteristiche del modello Modified Cam-Clay vengono assegnate a livello di proprietà alla sezione Material. Risulta possibile inserire un numero significativo di parametri quali Critical state line slope, Soil mass density e condizioni di tipo Drained oppure Undrained.
I valori di questi parametri vengono usualmente recuperati dalla letteratura tecnica per le diverse tipologie di terreno.
|
|
|
Nella sezione In-situ è possibile l’inserimento di quantità che mettono in relazione le diverse componenti tensionali, ad es. Horizontal Stress Ratio, Void Ratio, ecc.
Tali quantità possono anche essere definite a livello di elemento sia per elementi Plate che Brick utilizzando Attributes/Plate/Soil/In-situ Stress.
|
|
Il legame costitutivo Modified Cam-Clay è chiaramente non lineare e, come tale, necessita di essere lanciato tramite uno dei seguenti solutori: Non Lineare Statico, Quasi Statico o Non Lineare nel Transitorio Dinamico.
|
Risulta importante specificare, nella finestra di dialogo del solutore, la condizione di definizione del carico gravitazionale. E’ possibile l’inserimento del livello (Level) come della densità del fluido considerato (usualmente acqua).
|
|
|
Una Result Quantity specifica è stata inserita in Straus7 per il post-processing di modelli costitutivi delle terre. Tramite tale opzione risulta possibile interrogare quantità quali la Total Pore Pressure, OCR (fattore di sovraconsolidazione) e Failure Index. Risulta agevole, inoltre, la determinazione di spostamenti, tensioni, forze per la porzione di modello con tali legami costitutivi.
|
|
|
Interazione fluido-struttura
|
La nuova release 2.4 di Straus7 include un nuovo modello costitutivo per fluidi utilizzabile con elementi di stato piano di deformazione, assialsimmetria e 3D Brick.
Tale formulazione semplifica l’analisi dell’interazione fluido struttura come, ad esempio, lo studio del comportamento dinamico di cisterne riempite di liquidi.
|
|
|
Nuove opzioni per la definizione dei materiali e modelli costitutivi
Elemento Beam non lineare
|
Straus7 consente ora di specificare direttamente una tabella tensione-defomazione per l’analisi non lineare per materiale di elementi Beam, senza la necessità di calcolare l’andamento momento-curvatura. Il maggiore vantaggio di tale implementazione consiste nel fatto che il dominio di interazione viene valutato automaticamente una volta inserita la geometria della sezione. Un comportamento disaccoppiato sforzi-deformazioni assiali e momento-curvatura viene mantenuto nella release 2.4 di Straus7 come opzione.
|
|
Definizione automatica delle costanti per modelli iperelastici
|
Le costanti necessarie per la definizione dei modello costitutivi quali Neo-Hookean, Mooney-Rivlin e Ogden possono ora essere calcolate nella release 2.4 di Straus7. I dati ottenuti da test fisici possono essere considerati tramite l’inserimento di una tabella Force vs Displacement o Stress vs Strain. Tali valori verranno convertiti un una tabella Stress vs Stretch per la determinazione delle costanti incognite.
|
|
Elementi “3D Membrane” e materiali compositi
I modelli costitutivi relativi a materiali compositi possono ora essere utilizzati in concomitanza con elementi “3D Membrane”.
Moduli tangenziali G13 e G23 per strati di materiale composito (ply)
I moduli a taglio nelle direzioni 13 e 23 costituiscono parte integrante della definizione dei singoli strati di materiale composito (ply).
Spessore degli strati per materiali compositi (Ply)
Gli spessori per i singoli strati possono essere ora assegnati nella finestra di definizione del pacchetto di materiale composito, oltre che nelle proprietà dello strato (Ply). I valori inseriti nella definizione del pacchetto di materiale composito ricevono la precedenza su quelli inseriti tramite proprietà.
Elementi “Connection” con rigidezze secondo UCS
Le rigidezze assiale, a taglio, flessione e torsione degli elementi “Connection” possono ora essere definite rispetto ad un qualsiasi sistema UCS.
Determinazione automatica dei coefficienti di rigidezza per taglio fuori dal piano nei materiali compositi
|
I termini di rigidezza a taglio fuori dal piano acquistano maggiore importanza all’aumento dello spessore del composito. Mentre nelle release precedenti tali valori dovevano essere inseriti manualmente dall’utente, la release 2.4 di Straus7 ne consente il calcolo in automatico.
|
Centro di taglio
|
Nella definizione di sezioni trasversali per elementi Beam, la selezione dell’opzione Exact permette ora la determinazione del centro di taglio in aggiunta alla precedente costante di torsione calcolata per integrazione. Tale funzione risulta disponibile anche nel generatore di sezioni BXS definite dall’utente.
|
|
Riordinamento delle proprietà
La lista dei nomi delle proprietà può essere ora riordinata nella relativa finestra di dialogo. A tale operazione corrisponderà l’aggiornamento automatico per tutti gli elementi coinvolti.
Nuovi funzionalità relative all’utilizzo delle tabelle
Modulo elastico nelle tabelle
Il modulo elastico, Eo, per ogni tabella tensione-deformazione, appare ora nella barra di stato.
Unità di misura per Tabelle moltiplicatore-frequenza
|
Le tabelle moltiplicatore-frequenza/periodo vengono ora accompagnate da unità specifiche. Tali unità possono riguardare spostamenti, velocità, accelerazioni o valori per PSD. Se una certa tipologia di unità di misura è stata inserita nella tabella, essa potrà essere utilizzata, nel solutore, unicamente per quella tipologia di carico. Per esempio, se è stata selezionata una tabella del tipo Velocity Response (risposta in termini di velocità) essa potrà essere disponibile unicamente per un carico del tipo “Base Velocity“ nel pannello del solutore. La disponibilità delle unità di misura nel solutore si traduce nella possibilità di scalare anche le tabelle qualora si decidesse di operare con unità differenti.
|
|
Tabelle moltiplicatore - posizione
|
I carichi sugli elementi possono essere amplificati sulla base della loro posizione rispetto ad un dato asse, con riferimento ad una tabella Moltiplicatore – Posizione. Questa tabella può essere utilizzata per compiere un’analisi Non Lineare nel Dinamico Transitorio e risulta particolarmente utile per l’analisi di strutture marine. Ad esempio, quando una barca attraversa il pelo libero delle superficie del mare gli elementi sopra tale superficie risultano non caricati, mentre quelli immersi assumono un valore diverso da zero, dipendente dalla profondità. Tramite l’assegnazione di una tabella Moltiplicatore-posizione tali situazioni possono ora essere simulate in Straus7, consentendo di fatto la simulazione del galleggiamento.
|
|
Tabelle deformazione – tempo
Tabelle deformazione-tempo possono essere create ed associate a modelli di viscosità definiti dall’utente.
Nuove opzioni dei solutori
Solutore Quasi Statico
|
Il solutore Quasi Statico permette il calcolo di una risposta nel dominio del tempo per una struttura soggetta a qualsivoglia carico o condizione iniziale, ignorando gli effetti delle forze di inerzia.
|
|
Solutore per linee e superfici di influenza (Load Influence Solver)
Il solutore per linee e superfici di influenza è ora disponibile in Straus7. Esso consente la generazione di tali linee e superfici per ogni response variable definita dall’utente. In particolare è possibile valutare gli effetti che un carico unitario viaggiante provoca (in termini di tensioni, deformazioni o forze integrate) su di una particolare ubicazione all’interno del modello. Tale solutore può essere utilizzato assieme all’opzione per la definizione dei carichi mobili.
Solutore iterativo (GCP)
Un nuovo solutore di equazioni iterativo basato sul metodo del gradiente coniugato precondizionato è disponibile per ognuno dei solutori statici, dinamici e termici. Tale schema acquista la sua massima efficacia nella risoluzione di modelli solidi di grandi dimensioni, in particolare modelli con elementi Tet10 generati in automatico. Esso risulta utile, inoltre, in modelli la cui matrice risolvente ha una dimensione maggiore di quella supportata per il solutore diretto sparso.
Limite delle quantità matriciali
La limitazione per la matrice di rigidezza globale è stata portata a 32GB dai 16GB precedenti.
Condizioni multiple di carico/vincolo per solutore Lineare Statico e di Trasmissione del Calore
I solutori Lineare Statico e Termico a Regime possono essere utilizzati nella risoluzione di condizioni multiple di carico e vincolo in un unico lancio. Nel caso di analisi Statica Lineare, ogni singola condizione di vincolo viene risolta in sequenza per tutte le condizioni di carico ad essa associate ed i risultati vengono scritti in un unico file, semplificando in modo significativo l’onere di combinazione tra condizioni differenti di vincolo. In fase di post-processing, la lista dei casi risultanti contiene tutte le condizione di carico, indicando la condizioni di vincolo associata.
Durante la creazione di un Submodel, le condizioni di carico e vincolo corrispondenti verranno associate in automatico nella finestra di dialogo per la definizione dei casi di carico.
Nelle soluzioni di trasmissione del calore, condizioni multiple di carico possono essere risolte per ciascun lancio.
Scelta dei casi risultanti
|
Straus7 include un nuovo componente per la selezione delle condizioni di carico e vincolo da risolvere tramite il solutore Lineare Statico. Esso è stato implementato allo scopo di rendere agevole la gestione di soluzioni caratterizzate da condizioni multiple di vincolo.
Lanciando il solutore vengono risolte, per ogni condizione di vincolo, solo quelle condizioni di carico che sono state esplicitamente inserite. Tale procedura permette la soluzione unicamente delle condizioni di interesse per l’utente.
Anche con il solutore “Load Influence” risulta possibile tale strategia risolutiva.
|
|
Coefficiente di partecipazione modale di massa rotazionale
|
In aggiunta ai coefficienti traslazionali di partecipazione modale di massa precedentemente disponibili, Straus7 ora permette di calcolare anche i fattori di partecipazione modali rotazionali attorno ad un asse specifico. Tali quantità sono state integrate all’interno del solutore per la determinazione delle frequenze proprie di vibrazione.
|
|
Interruzione delle soluzioni Batch
Nel caso si sia lanciata una soluzione in Batch, oppure una soluzione con condizioni multiple di vincolo, la nuova release 2.4 di Straus7 permette la sospensione unicamente della soluzione in esecuzione ovvero di tutti le seguenti.
Interruzione delle soluzioni iterative
Il pulsante che consente di arrestare il processo di iterazione dopo quella in esecuzione, è stato esteso a diversi solutori. Tali particolarizzazioni si esprimono come di seguito riportato:
- Linear Buckling, Natural Frequency e Steady State Heat.
Sospensione della soluzione dopo l’iterazione corrente ed accettazione dei risultati fino ad ora calcolati.
- Nonlinear Static.
Salvataggio dei risultati calcolati all’iterazione corrente e avanzamento all’incremento successivo.
- Nonlinear Transient Dynamic, Quasi Static e Transient Heat.
Salvataggio dei risultati per il passo corrente ed avanzamento all’incremento temporale successivo.
Calcolo selettivo delle quantità risultanti
|
In aggiunta alla possibilità di calcolare quantità specifiche come ad esempio le reazioni nodali oppure le deformazioni dei Plate, Straus7 permette ora il calcolo di quantità risultanti per elementi di interesse. Nella finestra di dialogo del solutore possono essere scelti gruppi o proprietà in modo tale che le quantità risultanti vengano calcolate sono per tali insiemi. Per esempio, nel modello a fianco rappresentato, risulta di interesse il calcolo di quantità specifiche solo per la lamiera di acciaio, dato che l’entità cilindrica viene utilizzata unicamente come mandrino. I risultati sono quindi stati salvati solo per il gruppo denominato “Metal Strip”.
E’ inoltre possibile inserire limiti tensionali per elementi Plate e Brick, assicurandosi che vengano salvati i risultati tensionali solo per quegli elementi con valori esterni all’intervallo specificato. Per modelli di notevoli dimensioni ciò implica non solo un risparmio nel tempo di soluzione del modello, ma anche un miglioramento nei tempi di post-processing, essendo il file risultato di dimensioni molto minori.
|
|
|
Rappresentazione grafica per lo smorzamento alla Rayleigh
|
La possibilità di visualizzare la curva relativa allo smorzamento secondo Rayleigh permette una migliore comprensione delle aliquote di smorzamento nel campo di frequenze di interesse.
|
|
Creazione automatica degli incrementi di carico
Straus7 release 2.4 mette a disposizione degli utenti uno strumento per la creazione automatica degli incrementi di carico  . Tramite tale feature, risulta possibile specificare il valore massimo del moltiplicatore, il numero di passi ed infine la tipologia di interpolazione (lineare o costante).
Tale strumento è altresì disponibile in relazione al lancio di un’analisi in sequenza costruttiva in cui sono state incluse fasi multiple.
|
|
Nuove opzioni per l’ottenimento e la visualizzazione dei risultati
Reazioni nodali per sotto-modelli
In release precedenti di Straus7, la determinazione di forze nodali poteva essere ottenuta unicamente per i nodi vincolati (reazioni vincolari). Tali forze possono essere ora estratte per qualsiasi nodo, sia esso vincolato od interno al modello. Tali forze sono quelle che provocano la deformazione dell’elemento; esse hanno risultante nulla considerando tutte quelle agenti su di una porzione della mesh con inclusione dei carichi esterni applicati su tale porzione.
In relazione alla visualizzazione di una porzione del modello, le forze agenti al contorno verranno visualizzate generando uno schema auto-equilibrato (Free Body Diagram).
Nelle precedenti release di Straus7, risultava necessaria la creazione di un sottomodello per il calcolo di tali forze.
Filtro di visualizzazione delle reazioni vincolari
|
La nuova release 2.4 di Staus7 permette di operare con un filtro per decidere su quali nodi devono essere visualizzate le reazioni vincolari. Risulta possibile scegliere la visualizzazione per tutti i nodi, per quelli vincolati oppure per quelli liberi. Tale opzione risulta piuttosto utile nella determinazione delle aree di non convergenza per soluzioni Non Lineari Statiche.
|
|
Tensioni normali assiali e flessionali per elementi Beam all’interno del “Result Linsting”
I valori massimi e minimi delle componenti di tensione assiali come flessionali possono essere estratte direttamente dal “Result Listings” per elementi Beam.
Tensioni prodotte dal suolo elastico
|
Le tensioni indotte nel suolo elastico possono ora essere estratte direttamente dai risultati nodali in Straus7, per situazioni di supporto elastico su spigoli o facce. Tali valori possono inoltre essere visualizzati tramite contour, strumento di Peek, modulo dei grafici od elencati nei “Result listings”.
|
|
Strumento “Combine Result File”
|
Straus7 release 2.4 permette ora la combinazione fino a 16 files singoli nel modulo di combinazione “Combine Result Files”. In aggiunta, i moltiplicatori utilizzati nella combinazione possono essere recuperati all’apertura di un file generato precedentemente come file Target.
|
|
Combinazioni lineari per files già oggetto di combinazione
Le combinazioni lineari di carico possono essere generate utilizzando i files creati tramite il modulo di “Combine Result File”.
Rigenerazione delle combinazioni lineari di carico
Qualora vengano modificati i coefficienti combinatori nel modulo “Linear Load Case Combination” mantenendo i risultati aperti, tali combinazioni possono ora essere ri-generate senza dover chiudere e riaprire i risultati.
Copia negli appunti della vista del modello
La sequenza Ctrl-Shift-C permette ora di copiare la grafica del modello (ad esclusione del bordo della finestra) negli appunti di Windows.
Visualizzazione dell’intervallo tensionale sull’elemento (Result Range)
|
Le possibilità relative all’esecuzione di medie dei valori nodali sono state migliorate tramite l’inserimento del “Massimo intervallo nodale” (Result Range). In modo analogo alle quantità denominate “Stress Jumps” , tali quantità consentono la stima a posteriori dell’errore di discretizzazione.
|
|
Impostazioni Min/Max definite dall’utente
L’impostazione relativa ai limiti per la visualizzazione dei risultati comprende ora la possibilità di operare selettivamente tramite l’impostazione di un massimo, un minimo oppure entrambi.
Tensioni sul piano medio ed ai bordi del singolo strato (Ply) per materiali compositi
Le tensioni su di un singolo strato (Ply) di un materiale composito, possono ora essere estratte sia sul piano medio che sulle superfici +z o –z, in modo analogo a quanto avviene per un normale elemento Plate.
File di animazione in formato AVI
Le animazioni generate con il relativo modulo in Straus7, possono ora essere salvate tramite un file AVI, in aggiunta ai presenti formati *.saf e file eseguibile.
Spostamenti di Beams in Peek/Listings
|
Gli spostamenti lungo l’asse di elementi Beam possono ora essere interrogati tramite le funzioni di Peek ed i Result Listings. Il numero delle posizioni ove recuperare tali informazioni dipende direttamente dal numero di Slices impostate nei Result Setting per gli elementi Beam.
|
|
Risultati dei Beam nel sistema locale
In modo analogo a quanto precedentemente disponibile con riferimento agli assi principali, i risultati per gli elementi Beam quali, ad esempio, sforzi di taglio o momenti flettenti possono essere restituiti con riferimento agli assi locali dell’elemento. Tale opzione facilità, ad esempio, l’interpretazione dei risultati per sezioni angolari metalliche. Tali quantità sono inoltre disponibili negli strumenti di post-processing come Result Listings, modulo dei Grafici e Peek.
|
|
|
Momento flettente dell'elemento Beam nel sistema di riferimento principale
|
Momento flettente dell'elemento Beam nel sistema di riferimento locale
|
Media nodale per Peek e Result Listings
|
La possibilità di impostare l’opzione per la media nodale, precedentemente disponibile unicamente nella visualizzazione a Contour, diviene disponibile anche nello strumento di Peek. I valori nodali per un particolare elemento Plate o Brick possono ora essere impostati come Never Averaged (impostazione delle precedenti release), Always Averaged, or Averaged Across the Same Property.
Tale impostazione è disponibile, nella release 2.4 di Straus7, anche all’interno dei Result Listings.
|
|
Risultati definiti dall’utente per Plate/Brick
|
Gli strumenti di Result Settings e di Peek, permettono di creare quantità risultanti definite dall’utente. Può così essere definita un’equazione formata tramite una qualsiasi componente di tensione, deformazione, forza, momento o curvatura. Straus7 valuterà tale quantità ai nodi o ai punti di Gauss come da richiesta dell’utente.
Straus7 release 2.4 consente di nominare tale quantità risultante e di visualizzarla in modo analogo a quanto avviene per qualsiasi altro risultato, tramite Contour, Peek, Grafici o Result Listings.
La formula può essere inserita tramite l’apposita finestra di dialogo oppure copiata in formato testo ed incollata nella stessa.
|
|
Tensioni idrostatiche e deviatoriche
Straus7 consente ora la visualizzazione delle componenti locali o combinate dei tensori idrostatico oppure deviatorico.
Risultati per combinazioni SRSS e CQC
|
E’ ora possibile la visualizzazione di quantità tensionali derivate per le combinazioni SRSS e CQC generate dal solutore modale a spettro di risposta. Vengono incluse quantità quali le tensioni principali, componenti tensionali secondo UCS per tutte le librerie di elementi.
|
|
Visualizzazione dei moltiplicatori di carico
|
Scegliendo Results/View/Load Factors con i risultati aperti, è ora possibile la visualizzazione del moltiplicatori utilizzati nella combinazione visualizzata. I moltiplicatori specificati per un particolare incremento o passo temporale in una soluzione Non Lineare Statica, Lineare o Non Lineare nel dinamico Transitorio possono essere visualizzati tramite tale strumento.
|
|
Visualizzazione degli attributi nell’”Entity Inspector”
|
In modalità di post-processing, è possibile l’interrogazione dell’Entity Inspector (esso viene attivato tenendo premuto il tasto shift e passando con il puntatore del mouse sopra l’entità di interesse) per la determinazione degli attributi utilizzati per la generazione di quel particolare risultato. Nei casi di combinazioni lineari di carico, incrementi non lineari o soluzioni al passo, i valori restituiti considerano tutti i moltiplicatori parziali utilizzati nella definizione dell’incremento o istante temporale specifico.
|
|
“Result Listings” e reazioni vincolari
Nel modulo di Result Listings è possibile la restituzione delle reazioni vincolari per tutti i nodi o solamente quelli vincolati.
Ubicazione dei punti di Gauss
|
Durante l’utilizzo della funzione di Peek verrà ora visualizzata la posizione, con relativa nomenclatura, dei punti di Gauss. Tale opzione permette una utile comparazione dei valori per i punti di Gauss con quelli nodali da essi estrapolati, migliorando ulteriormente la possibilità di verifica di correttezza dei modelli.
|
|
Opzioni per la visualizzazione dei risultati
|
La funzione Results/Options include diversi settaggi che riguardano le modalità di generazione dei risultati in Straus7. Tramite tale finestra di dialogo è possibile l’impostazione di visualizzazione delle entità senza risultati, le impostazione per la visualizzazione dei formati numerici ed infine i settaggi relativi ad inviluppi e combinazioni.
|
|
Nuove possibilità per la generazione dei grafici in post-processing
Generazione di grafici secondo UCS cilindrici
|
Sistemi polari UCS possono essere ora utilizzati per la selezione di nodi od elementi, nella generazione di grafici Vs Position.
|
|
|
Grafici su piani di taglio
In modo analogo a quanto descritto nei precedenti paragrafi per i sistemi cilindrici di coordinate, un piano di taglio può essere definito per la selezione dei nodi o degli elementi su cui eseguire il grafico. I risultati di tutti i nodi ed elementi che giacciono su tale piano saranno inseriti nel grafico.
Integrali di quantità rappresentate nei grafici
In relazione al calcolo degli integrali nel modulo per la generazione dei grafici Straus7 sono state introdotte due opzioni per la quantità “Length x Area”: (G) e (L). G significa globale indicando che la lunghezza verrà determinata sulla base di quella complessiva per tutte le curve presenti. L significa locale indicando che, ciascuna curva definita nel grafico, verrà conteggiata separatemente per il calcolo della lunghezza. La differenza tra queste due modalità di calcolo diventa significativa unicamente quando sono presenti curve multiple, ognuna definita in un campo diverso di valori X.
Casi risultanti multipli nella generazione di grafici
|
In relazione alla generazione di grafici Vs Position o Vs Series of Points risulta possibile ora la generazione di grafici per più di una condizione risultante alla volta. Ciascuna condizione risultante verrà rappresentata utilizzando una curva differente.
|
|
Nuove funzionalità API
Circa 800 nuove funzioni sono state aggiunte alla libreria delle API di Straus7. In aggiunta alle funzioni che permettono di interagire con le nuove implementazioni proprie della Release 2.4, sono a disposizione funzionalità nuove nei seguenti ambiti:
- Funzioni per l’importazione e l’esportazione dei modelli.
Vengono supportate sia l’esportazione che l’importazione di entità geometriche unitamente agli altri formati di interscambio a disposizione in Straus7.
- Funzioni per l’interfacciamento con gli strumenti di generazione automatica della mesh.
- Funzioni per la visualizzazione grafica del modello tramite API.
Ciò risulta simile ad aprire la finestra del modello senza interazione diretta con l’interfaccia utente.
- Funzioni per la scrittura di nuovi file di risultato.
Tale funzionalità risulterà particolarmente utile a chi intende utilizzare Straus7 come post-processore per i risultati generati con altri programmi.
- In aggiunta ai files di dichiarazione per i compilatori supportati nelle precedenti release (Delphi, Micrsoft Visual C++, Borland Builder, Compaq Visual Fortran, Microsft Visual Basic – includendo VBA), la nuova release 2.4 di Straus7 include l’interfacciamento con Matlab 7.3 e Microsoft Visual C++.NET.
Migliorie relative al funzionamento generale di Straus7
Opzioni per il salvataggio di stati “Defaults”
|
L’opzione Save as Defaults disponibile in molte finestre di dialogo in precedenti release di Straus7, è stata sostituita con il nuovo menu Defaults. Nella nuova implementazione sarà possibile il salvataggio delle impostazioni assegnate come predefinite (Save as User Defaults), ripristinare tali valori (Set User Defaults) oppure utilizzare le impostazioni predefinite di Straus7 (Set Factory Defaults).
|
|
Incolla entità nell’on-line editor (Paste as New)
La possibilità di incollare i nodi nell’On-line Editor come nuove entità è stata estesa a tutti i tipi di elemento. Sarà, inoltre, possibile incollare informazioni quali il tipo di proprietà, lo spessore o la numerazione nodale. Sarà sufficiente ricordare che prima di incollare nuovi elementi, i nodi ad essi afferenti dovranno essere già stati definiti nel modello.
Stato della Barra principale degli strumenti
Straus7 salverà lo stato della barra principale degli strumenti per riutilizzarlo al successivo lancio del programma.
Mostra/Nascondi bordi della Model Window
I bordi per la finestra del modello possono essere ora nascosti al fine di renderla un tutt’uno con la barra principale degli strumenti.
Normalizzazione della “Model Window”
Le seguenti opzioni sono state introdotte per la normalizzazione della finestra del modello in Straus7: Normalise All e Normalise model window on open. Scegliendo Window/Normalise All sarà possibile la normalizzazione di tutte le finestre di modelli aperte. L’opzione File/Preferences/Normalise model window on open renderà normalizzate tutte le finestre dei modelli Straus7 all’atto del loro caricamento.
IFPOS(), IFNEG()
|
Due nuove funzioni possono essere utilizzare in qualsiasi Edit Box di Straus7. L’inserimento di formule è sempre stata una caratteristica peculiare di Straus7, ad esempio l’inserimento dell’espressione 1000*9.81*Z rappresenta un metodo pratico ed immediato per l’applicazione di una pressione idrostatica agli elementi selezionati. Nel caso in cui si voglia applicare una pressione idrostatica rispettando la superficie libera del fluido, che si suppone definita dall’equazione Z=0, risulta ora possibile l’inserimento dell’espressione IFNEG(Z). Essa assegna una pressione variabile linearmente ai soli elementi con coordinata Z negativa.
|
|
Generatore di numeri casuali
Una funzione per la generazione di numeri casuali è stata inserita come parte integrante dell’interprete di espressioni di Straus7. Utilizzando rand(x) potrà essere generato un numero casuale compreso tra zero ed x.
ID e N
Risulta ora possibile nella nuova release 2.4 di Straus7 specificare il numero dell’entità o l’attributo di ID come variabile in una espressione. Se il termine ID viene utilizzato in un’espressione, l’attributo corrispondente verrà richiamato al suo posto. Utilizzando N all’interno di un’espressione, il numero dell’entità verrà , invece, utilizzato. Ad esempio, qualora si desideri assegnare a ciascun Plate una proprietà uguale al numero dell’elemento sarà sufficiente scegliere Attributes/Plate/Property Type ed inserire N come valore della proprietà.
Finestra per l’assegnazione dei Gruppi
|
La finestra per la definizione dei gruppi permette ora di sapere in modo immediato il numero delle entità assegnate ad un particolare gruppo. Una applicazione utile può essere il fatto che, in relazione all’assegnazione di nuove entità ad un gruppo esistente, il totale delle entità assegnare dovrà aumentare, confermando l’operazione appena compiuta.
Un'altra miglioria apportata per facilitare le operazioni di assegnazione dei gruppi riguarda situazioni in cui il colore delle entità viene determinato da altre motivazione rispetto all’appartenenza al gruppo stesso. Quando, infatti, un elemento viene assegnato ad un particolare gruppo, esso verrà brevemente disegnato del colore di tale gruppo, per una conferma visiva della correttezza dell’operazione.
|
|
Zoom e Trascinamento (Pan) multipli
La ripetizione continua di operazioni di trascinamento o di Zoom finestra, può essere attivata tenendo premuto il tasto Ctrl all’atto di selezione di queste funzioni. L’operazione specificata rimarrà attiva fino alla sua deselezione od al compimento di qualsiasi altra operazione.
Recupero della proprietà nella creazione degli elementi
Con la nuova Release 2.4 di Straus7 è sufficiente un Ctrl-Click per il recupero della proprietà da un elemento esistente una volta attiva la finestra di dialogo Create/Element.
Modifiche al modulo di animazione
|
Il modulo di animazione di Straus7 può essere utilizzato per la creazione di animazioni relative a singoli casi, come a serie di condizioni risultanti scelte dall’utente.
|
|
Utilizzo dei vertici in operazioni di Copia/Incolla
I vertici geometrici possono essere ora utilizzati come punti di appoggio in relazione ad operazioni di Copia/Incolla del modello.
Punti griglia/Vertici come riferimento in selezione
I punti della griglia ed i vertici geometrici possono ora essere utilizzate in relazione alle operazioni compiute all’interno del menu strumenti, ad esempio il Set by Points nel Copy/by Increment, Point on the plane in Extrude/by Projection/to Plane, Point on the Plane in Mirror, ecc.
Modulo per sezioni BXS
|
La generazione di sezioni definite dall’utente attraverso la funzione “Make Beam Section” permette ora il calcolo del centro di taglio come anche della costante di torsione non uniforme. Le tensioni di taglio nel piano 1, nel piano 2 e di torsione vengono inoltre visualizzate.
Il generatore di sezioni BXS accetta anche degli elementi Link come parte della mesh. Tali elementi possono essere utilizzati per forzare la compatibilità a taglio tra parti disgiunte della stessa sezione trasversale. Ad esempio per una sezione accoppiata i Link servono a generare una costante di torsione con rotazione comune di tutta la mesh attorno ad un unico punto anziché con rotazione indipendente delle due parti.
|
|
