3.3.6: 梁-铰链 (Beam-Joints) 🔷

一个结构通常由大量需要连接在一起的承重元件组成。在刚性连接时,这种连接件须传递三个截面力(一个轴向力,两个剪切力)和三个力矩(一个扭转力矩和两个弯曲力矩)。因材料类型的不同,这种完全连接有时(如对于木材而言)难以实现,昂贵且较笨重。可通过引入铰链解决该问题。

图3.3.6.1显示了在静荷载作用下两个端点的边界条件完全固定的梁。在其右端,连接件(实际上不再是连接件)与其在梁的支撑处完全分离时,形成悬臂。

连接件的符号与支撑件符号类似:粉红色箭头表示平移连接件,白色圆圈表示力矩铰链。在Karamba3D中,通过在梁的尽端和与其相连接的节点之间插入弹性元件来实现连接。这就需要在实际节点上有足够的支撑条件,以防止他们自由移动。请参见图3.3.6.1,其中的右侧节点必须完全固定,否则系统将处于移动状态。

“Beam-Joint(梁-铰链)”运算器允许在梁的起点和终点定义铰链。梁的标识符列表允许用户选择需要用铰链定义的梁。实心圆代表连接的相应自由度。“T”代表平移,“R”代表旋转。将生成的断面输入“Assemble(模型构建)”运算器中的“Joint(连接)”输入端。连接轴的方向对应梁所应用的局部坐标系。

有时,连接的刚度介于完全固定和零固定之间。通过输入端口“Ct-start(Ct起始端)”和“Cr-start(Cr起始端)”,可以在元件初始时分别设置铰链的平移( kN/mkN/m )和旋转(kNm/radkNm/rad)刚度,即,“Ct-end(Ct终端)”和“Cr-end(Cr终端)”可为其终端提供相同的功能。

为使铰链的定义易于优化,可使用输入端口“Dofs-start”和“Dofs-end”在横梁的端点处设置附带数字列表的铰链。除使用单选按钮手动指定自由度的功能以外,从0到5的整数可以调节要释放的自由度。

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