Elemento frame inelastico basato sugli spostamenti - infrmDB

Questo è l'elemento 3D trave-colonna con formulazione basata sugli spostamenti, in grado di modellare gli elementi di un telaio spaziale tenendo in considerazione sia la nonlinearità geometrica che l'inelasticità del materiale. Come descritto qui, lo stato di sforzo-deformazione degli elementi trave-colonna al livello della sezione si ottiene con l'integrazione della risposta nonlineare uniassiale del materiale delle singole fibre in cui la sezione è stata suddivisa, in modo da cogliere completamente il diffondersi dell'inelasticità nella lunghezza dell'elemento e nella sezione.

La formulazione basata sugli spostamenti segue l'approccio agli elementi finiti standard [es. Hellesland and Scordelis 1981; Mari and Scordelis 1984], in cui le deformazioni degli elementi sono interpolate da un campo di spostamenti approssimato, prima che il PVD sia usato per formare la relazione di equilibrio dell'elemento. La formulazione DB presenta due sezioni d'integrazione per elemento ed impiega la quadratura di Gauss per una maggiore precisione.

Per approssimare la risposta nonlineare dell'elemento, lungo la lunghezza dell'elemento vengono applicate una deformazione assiale costante e una distribuzione di curvatura lineare, che è esatta solo per elementi prismatici elastico-lineari. Di conseguenza, l'elemento infrmDB dovrebbe essere impiegato con elementi di lunghezza ridotta, portando alla necessità di un affinamento della mesh, al fine di ottenere una buona precisione nel caso di distribuzioni di deformazioni di ordine superiore. In genere, è necessario definire da 4 a 6 elementi per elemento strutturale, pertanto gli utenti devono post-processare spostamenti/rotazioni nodali per stimare le rotazioni alla corda degli elementi [es. Mpampatsikos et al. 2008].

In maniera analoga agli elementi con formulazione basata sulle forze, è necessario definire il numero di fibre da utilizzare nei calcoli dell'equilibrio effettuati ad ogni sezione d'integrazione dell'elemento. L'utente può premere sul pulsante Visualizza Discretizzazione per visualizzare la triangolazione della sezione.

Inoltre, possono essere impiegate sezioni multiple per definire le modifiche nei dettagli di armatura tra le due sezioni d’integrazione. Nella finestra di dialogo di questo elemento è anche possibile definire un valore di smorzamento specifico dell'elemento (l'utente deve far riferimento al menu Smorzamento per una discussione sui diversi tipi di smorzamento disponibili e per suggerimenti su quale possa essere la scelta migliore).

Nota: Se viene definito uno smorzamento di Rayleigh al livello dell'elemento, applicando svariati coefficienti da un elemento all'altro, o rispetto a quelli impiegati nelle impostazioni dello smorzamento globale, allora verrà modellato uno smorzamento di Rayleigh "non-classico", in quanto lo smorzamento classico richiede la definizione di coefficienti uniformi.

Assi Locali e Notazioni per l'Output