Formfindung von Membran- und Seilkonstruktionen mit RF-Formfindung von Dlubal

(3.7.2015) Das RFEM-Modul RF-Formfindung von Dlubal sucht die Form von Membran- und Seilkonstruktionen. Sie wird dabei über das Gleichgewicht zwischen der Oberflä­chenspannung (Vorspannung) und den natürlichen bzw. geometrischen Randreaktio­nen ermittelt.

In den statischen Analysen wird die Form unter Berücksichtigung der geometrisch nichtlinearen Berechnungstheorie nach III. Ordnung (Theorie der großen Verformun­gen) berechnet. Zentrale Merkmale der Software sind:

• Membran als 2D- und Seil als 1D-Element
• Simulation der Membranelemente im Gesamtsystem
• Berücksichtigung der Nachgiebigkeit der Unterkonstruktion
• Simulation von isotropen und orthotropen Membranen
• Isotrope, orthotrope und radiale Vorspannungsfelder für Membrane
• Geometrische Auslenkung, Kraft oder Kraftdichte bei Seilelementen
• Berücksichtigung von Eigengewichtskräften bei der Formfindung
• Berücksichtigung von Innendrücken bei der Formfindung (pneumatische Modelle)
• Grafische Auswertung der neuen Form über farbige Koordinaten- und Neigungs­plots
• Belastung der Membran durch geometrieunabhängige freie Lastblöcke
• Volle Dokumentation der Berechnung mit benutzerdefinierten adaptiven Aus­wertungsbildern
• Temporäre Lagerdefinitionen für den Formfindungsprozess
• Simulation von Gewebe aus Glas/PTFE- und ETFE-Folien
• Exportmöglichkeit des FE-Netzes als dxf- oder Excel-Datei

Arbeiten mit RF-Formfindung

Zunächst werden die Lagerungsbedingungen und Eigenschaften der Membran defi­niert. Dabei werden in den Membraneigenschaften die Vorspannungs-Parameter fest­gelegt. Danach erfolgt ein iterativer Formfindungsprozess unter Einhaltung des Gleich­gewichtes zwischen den definierten Vorspannungen und den Randreaktionen.

Nach der Formfindung ersetzt RFEM die Anfangseingabe durch die neue Form, indem es im Hintergrund ein neues „deformiertes“ Netz mit dem resultierenden Spannungs­zustand aus der Formfindung ansetzt. Dieses neue Modell mit eingeprägtem Span­nungszustand steht dann für alle Folgeberechnungen bereit. Des Weiteren gibt die Formfindungsberechnung in dem Lastfall RF-Formfindung die Kräfte in der Membran bzw. im Seil aus (Seilkräfte und -spannungen, Membrankräfte und -spannungen, Netzhöhe und -neigung, Auflagerreaktionen).

Weitere Informationen zu RF-Formfindung können per E-Mail an Dlubal angefordert werden.