Elemento Link Nonlineare - NLlink

Si tratta di un elemento link tridimensionale, con azione assiale, tagli e momenti disaccoppiati, che può essere usato per modellare, ad esempio, connessioni trave-colonna incernierate o flessibili, giunti strutturali/effetti di martellamento, dispositivi di dissipazione energetica, apparecchi d'appoggio per ponti, supporti inclinati, isolamento alla base, fondazioni flessibili, e così via.

L'elemento link collega due nodi strutturali inizialmente coincidenti e richiede la definizione di una curva di risposta forza-spostamento (o momento-rotazione) indipendente per ciascuno dei suoi sei gradi di libertà locali (F1, F2, F3, M1, M2, M3), indicati nella figura sottostante.

Attualmente, ventinove curve di risposta sono selezionabili all'interno della finestra di dialogo 'Classe di elementi', ogni volta che viene selezionato un tipo di elemento di collegamento non lineare.

• Curva lineare simmetrica - lin_sym
• Curva lineare asimmetrica - lin_asm
• Curva bi-lineare simmetrica - bl_sym
• Curva bi-lineare asimmetrica - bl_asm
• Curva bi-lineare simmetrica con incrudimento cinematico - bl_kin
• Curva tri-lineare simmetrica - trl_sym
• Curva tri-lineare asimmetrica - trl_asm
• Quadrilinear symmetric curve - quad_sym
• Quadrilinear asymmetric curve - quad_asm
• Curva Asimmetrica con Restringimento - Pinched_Asm
• Curva di Deterioramento modificata di Ibarra-Medina-Krawinkler con Risposta Isteretica Bilineare – MIMK_bilin
• Curva di Deterioramento modificata di Ibarra-Medina-Krawinkler con Risposta tendente al Picco – MIMK_peak
• Curva di Deterioramento modificata di Ibarra-Medina-Krawinkler con Risposta Isteretica con Restringimento – MIMK_Pinched
• Curva nonlineare elastica - nlin_el
• Curva con comportamento plastico - plst
• Curva di Takeda bi-lineare semplificata - Takeda
• Curva di Takeda bi-lineare asimmetrica - Takeda_asm
• Curva di Ramberg-Osgood - Ramberg_Osgood
• Curva di Richard-Abbott modificata - Richard Abbott
• Curva per l'interazione suolo-struttura - ssi_py
• Curva gap-hook - gap_hk
• Curva multi-lineare - multi_lin
• Curva smooth - smooth
• Smorzatore viscoso – vsc_dmp
• Curva Bouc Wen – Bouc_Wen
• Curva Gap Elastica-Perfettamente Plastica - gap_elpl
• Curva di risposta di impatto - pound_hz
• Curva di risposta per controvento auto-ricentrante - scb
• Curva Isteretica Generica – Gen_Hyst

Nella finestra di dialogo dell'elemento link è anche possibile definire un valore di smorzamento specifico dell'elemento, in contrasto con lo smorzamento globale descritto qui. Per fare ciò, l'utente deve semplicemente premere sul pulsante Smorzamento e selezionare il tipo di smorzamento che meglio si adatta all'elemento in questione (l'utente deve far riferimento al menù Smorzamento per una discussione sui diversi tipi di smorzamento disponibili e per suggerimenti su quale possa essere la scelta migliore). Si ricorda, inoltre, che lo smorzamento definito al livello dell'elemento ha la precedenza sullo smorzamento globale; questo vuol dire che i coefficienti della matrice di smorzamento "calcolata a livello globale", che sono associati ai gradi di libertà di un dato elemento, saranno sostituiti da dei coefficienti calcolati (i) moltiplicando la matrice di massa dell'elemento per un parametro proporzionale alla massa, oppure (ii) moltiplicando la matrice di rigidezza dell'elemento per un parametro proporzionale alla rigidezza, oppure (iii) tramite il calcolo di una matrice di smorzamento di Rayleigh per l'elemento. In questo caso tale funzione è tipicamente usata per modellare lo smorzamento per irraggiamento nelle molle che riproducono l'interazione suolo-struttura (con vari legami forza-spostamento, come la curva ssi_py o qualsiasi altra curva di risposta), evitando così la necessità di introdurre dissipatori viscosi paralleli.

Note

1. Solo le curve di risposta che sono state precedentemente attivate nella finestra Modelli Costitutivi (Strumenti > Impostazioni > Modelli Costitutivi) possono essere selezionate tramite il menù a tendina e associate, quindi, all'elemento link.
2. Quando un elemento link viene introdotto tra due nodi inizialmente coincidenti, deve essere definita obbligatoriamente una relazione forza-spostamento per ciascuno dei sei gradi di libertà, compresi quelli per cui la risposta dei due nodi debba essere identica. Questo comportamento è solitamente modellato adottando curve con risposta lineare a cui si assegnano valori di rigidezza molto elevati, in modo tale da garantire che non avvenga uno spostamento relativo tra i due nodi in quei particolari gradi di libertà. Il valore molto elevato che deve essere adottato in questi casi dipende molto dal tipo di analisi che si vuole svolgere e dall'ordine di grandezza dei risultati che si vogliono ottenere. Più il valore è basso, più non sarà possibile riprodurre le condizioni di connessione infinitamente rigida; d'altra parte, se il valore è troppo alto si potrebbero riscontrare difficoltà numeriche, specialmente quanto si sta adottando un criterio di convergenza basato sulle forze (force-based convergence criterion). Solitamente, e come regola generale, gli utenti dovrebbero considerare valori di rigidezza compresi tra le 100 e le 250 volte più grandi di quelle degli elementi adiacenti. Si fa notare, comunque, che solo uno studio di sensitività permetterà la determinazione del valore ottimale.
3. In alcune analisi, l'adozione di K0=0 per modellare condizioni di vincolo "a cerniera" potrebbe condurre a difficoltà di convergenza. Questo problema solitamente può essere superato adottando un valore di rigidezza non nullo bensì molto piccolo (ad es. 0.001). Se l'utente desidera ottimizzare il modello (cioè desidera cercare il più piccolo valore di rigidezza che non dia luogo a difficoltà numeriche accentuate), allora è altamente raccomandato uno studio di sensitività da effettuarsi caso per caso.
4. Nelle precedenti versioni di SeismoStruct, l'elemento link caratterizzato dalla curva di risposta lin_sym veniva comunemente impiegato per modellare nodi incernierati (con rigidezza nulla) (come accennato nella nota 2) e/o vincoli interni (Constraints). Tuttavia, adesso gli utenti possono utilizzare la funzionalità Equal DOF (si veda il capitolo vincoli interni) per raggiungere lo stesso scopo; ad esempio, una cerniera può essere modellata introducendo un vincolo 'Equal DOF' definito solo per i gradi di libertà traslazionali.
5. 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.
6. Tipicamente, quando si vogliono introdurre delle molle in grado di modellare in modo adeguato l'interazione suolo-struttura in una analisi dinamica, lo smorzamento è spesso accoppiato agli elementi link (si vedano anche i dettagli sulla curva di risposta ssi_py).

Assi Locali e Notazioni per l'Output