computacion aplicada guerrero a. - guato diana
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UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
COMPUTACIÓN APLICADA
TEMA: CAPÍTULO XIVELEMENTO DE ENLACE / SOPORTE
AVANZADO
INTEGRANTES: ALEX GUERREROGUATO DIANA
EL ELEMENTO DE ENLACE / SOPORTE - AVANZADO
El presente capítulo describe el uso de la Conexión y
elementos de apoyo para modelar el comportamiento
no lineal y un comportamiento dependiente
de la frecuencia..
Temas avanzados
VISIÓN DE CONJUNTOEste capítulo describe los distintos tipos de propiedades no lineales que están disponibles, los conceptos de rigidez y amortiguamiento lineal efectivo, el uso de cargas no lineales para la formación-análisis de vectores y la frecuencia-propiedades dependientes.
PROPIEDADES DE ELEMENTO NO LINEALES DE ENLACE / SOPORTE
El tipo determina que grados de libertad puede ser no lineal y los tipos de fuerza no lineal - relaciones de deformación disponibles para los grados de libertad.Cada fuerza lineal - relación de deformación
incluye un coeficiente de rigidez, k. Esto representa la rigidez lineal cuando el efecto no lineal es despreciable,
¡IMPORTANTE! A veces se puede tener valores muy grandes de k, por lo general utilizar un valor de k que es de 10^2 a 10^4 veces más grande que la de los elementos conectados. valores más altos puede causar dificultades numéricas durante la solución.
RIGIDEZ EFECTIVA LINEALLa rigidez efectiva lineal representa la rigidez total elástico para el elemento de enlace / soporte que se utiliza para todos los análisis lineales que parten de condiciones iniciales nulas. Las propiedades no lineales reales se tienen en cuenta para estos tipos de análisis.
Los efectos de relación de fuerzas-deformación para las Propiedades de enlace / Soporte son dados por la ecuación 1 anterior con los valores apropiados de ke sustituidos por ku1, ku2, ku3, kr1, kr2, y kr3.
Nota importante: Cruz Modal - acoplamiento términos de amortiguación puede ser muy importante para algunas estructuras. Un análisis lineal basada en efectivo - propiedades de amortiguación excesivamente puede sobreestimar o subestimar la cantidad de amortiguamiento presente en la estructura.
Pautas para la selección de la rigidez efectiva lineal• Para los elementos de brecha y gancho la rigidez efectiva por lo general debería ser cero o k, dependiendo de si el elemento es probable que sea abierta o cerrada, respectivamente, en servicio normal• Para los elementos del amortiguador, la rigidez efectiva por lo general debe ser cero• Para otros elementos, la rigidez debe estar entre cero y k• Si ha elegido un valor artificialmente grande para k, asegúrese de usar un valor mucho menor para ke para evitar problemas numéricos no lineales modales análisis de historia de tiempo
LINEALES DE AMORTIGUACIÓN EFICAZPara cada uno lineal - el tipo de propiedad técnica enlace / soporte, puede especificar seis acoplados lineales eficaz - coeficientes de amortiguación, ce, uno para cada uno de los resortes internos. Por defecto, cada ce coeficiente es igual a cero.
La fuerza efectiva / deformación - las relaciones de velocidad de las Propiedades de vínculo / Soporte vienen dados por la ecuación 1 anterior con los valores apropiados de ce sustituidos por ku1, ku2, ku3, kr1, kr2 y kr3, y las tasas de deformación sustituido por las deformaciones correspondientes.
PROPIEDAD AMORTIGUADOR VISCOSOLa fuerza-deformación no lineal relación viene dada por:DondeK= es la constante de resortec=es el coeficiente de amortiguaciónCexp= la amortiguación exponentedk =es la deformación a través del resorte, DC es la velocidad de deformación a través de la compuerta.
El exponente de amortiguación debe ser positivo; entre 0,2 - 2,0.
Las deformaciones del resorte y amortiguación suma a la deformación interna total:
COMPUERTA BRECHA GANCHO
Propiedad de compuerta, hueco y Tipos de gancho, se muestra de deformaciones axiales.
PROPIEDAD DE LA BRECHATodas las deformaciones internas son independientes. La apertura o cierre de un hueco para una deformación no afecta al comportamiento de las otras deformaciones.Si no se especifica las
propiedades no lineales de un grado de libertad, que grado de libertad es lineal usando la rigidez efectiva, que puede ser cero. K= es la
constante del resorte
PROPIEDAD DE GANCHOTodas las deformaciones internas son independientes. La apertura o cierre de un gancho para una deformación no afecta al comportamiento de las otras deformaciones.Si no se especifica las
propiedades no lineales de un grado de libertad, que grado de libertad es lineal usando la rigidez efectiva, que puede ser cero K= es la
constante del resorte
PROPIEDAD ELASTICIDAD MULTI-LINEALTodas las deformaciones internas son independientes. La deformación en un grado de libertad no afecta el comportamiento de cualquier otro. Si no se especifica las propiedades no lineales de un grado de libertad, que grado de libertad es lineal usando la rigidez efectiva, que puede ser cero.
rendimientococienteexp
La fuerza-deformación no lineal relación viene dada por una curva multi-lineal que se define por un conjunto de puntos. La curva puede asumir casi cualquier forma, con las siguientes restricciones:
• Un punto debe ser el origen (0,0)• Por lo menos un punto con una deformación positiva, y negativa con un punto de formación, se debe definir• Las deformaciones de los puntos especificados debe aumentar monótonamente, sin dos valores son iguales• Las fuerzas (momentos) puede tomar cualquier valor
PROPIEDAD DE PLASTICIDAD WENPor cada grado de deformación de la libertad puede especificar independientes plasticidad uniáxica propiedades. El modelo de plasticidad se basa en el comportamiento histerético propuesto por Wen (1976). La fuerza-deformación no lineal relación viene dada por:f = coeficiente k d +(1- coeficiente ) rendimiento zDonde k =constante de resorte elástico z =es una variable interna de histéresis. Esta variable tiene un rango de | z | <1, con la superficie de fluencia representado por | z| = 1. El valor inicial de z es cero,
Donde:exp esun exponente mayor que o igual a la unidad. El límite práctico para exp es de aproximadamente 20. La ecuación para z es equivalente al modelo de Wen con:A =1 y a =b =0.5.
PROPIEDAD PLASTICIDAD CINEMÁTICA MULTI-LINEALEste modelo se basa en la cinemática comportamiento de endurecimiento que se observa comúnmente en los metales. Por cada grado de deformación de la libertad es posible especificar múltiples propiedades lineales plasticidad cinemáticas.
La fuerza-deformación no lineal relación viene dada por una curva multi-lineal que se define por un conjunto de puntos. La curva puede asumir casi cualquier forma, con los siguientes restricciones:• Un punto debe ser el origen (0,0)• se debe definir por lo menos un punto con una deformación positiva, y un punto de formación negativa, • Las deformaciones de los puntos especificados debe aumentar monótonamente, • Las fuerzas (momentos) en un punto debe tener el mismo signo que la deformación (que puede ser cero)• La pendiente final en cada extremo de la curva no debe ser negativo
. Del mismo modo, la pendiente dada por los últimos dos puntos especificados en el eje de deformación negativa se extrapola a la deformación negativa infinito.Tenga en cuenta los puntos marcados de la siguiente manera:• El origen es el punto 0• Los puntos en el eje positivo se marcan 1, 2, 3 ..., contando desde el origen• Los puntos en el eje negativo se etiquetan -1, -2, -3 ..., contando desde el origen.
ESTA FIGURA MUESTRA EL COMPORTAMIENTO BAJO CARGA CÍCLICA DE MAGNITUD CRECIENTE.
la carga es inicialmente elástico
desde el punto 0 hasta el punto 1.
punto 1 al punto 2, se produce una
deformación plástica.
-1 es tirado por el punto 1 para mover
una cantidad idéntica en ambas direcciones
la fuerza y la deformación.
ESTA FIGURA MUESTRA EL COMPORTAMIENTO BAJO CARGA CÍCLICA DE MAGNITUD CRECIENTE.
0 también se mueve junto con el punto 1 y -1 para conservar las pendientes elásticas.
la carga se invierte, se descarga el
elemento a lo largo de la línea elástica
desplazado desde el punto 1 al punto -1
carga se invierte de nuevo, el punto 1 se
empuja hacia el punto 2, juntos son
empujados hacia el punto 3, tirando de los puntos -1 y -2
ESTA FIGURA MUESTRA EL COMPORTAMIENTO BAJO CARGA CÍCLICA DE MAGNITUD CRECIENTE.
Este procedimiento se continúa durante todo
el resto del análisis
Las pendientes más allá de los puntos 3 y
-3 se mantienen.
Los puntos de la curva multi-lineal, se debe tener en cuenta
que los pares de puntos simétricos
estarán vinculados, incluso si la curva no
es simétrica.
MULTI-LINEAL TAKEDA PROPIEDAD DE LA PLASTICIDAD
Este modelo es muy similar al modelo cinemático multi-lineal, pero utiliza un bucle de histéresis degradantes basados en el modelo de Takeda.
En el modelo cinemático, la especificación de las propiedades es idéntica sólo el comportamiento es diferente.
MULTI-LINEAL HISTÉRESIS PIVOT PROPIEDAD DE LAPLASTICIDAD
Este modelo es muy similar al modelo cinemático multi-lineal, Takeda.
Particularmente muy adecuado para elementos de hormigón armado.
Carga y descarga inversa tienden a ser dirigido hacia puntos específicos, llamados puntos de pivotes, en la fuerza-de formación.
La especificación de las propiedades es idéntica a la que
para el modelo cinemático o Takeda, con la adición de los
parámetros escalares siguientes:
• , que localiza el punto de giro para la descarga a cero de
fuerza positiva• , que localiza el punto de giro para la descarga a cero de
fuerza negativa• , que localiza el punto de giro
para la carga inversa de cero a fuerza positiva
• , que localiza el punto de giro para la carga inversa de cero a
fuerza negativa.• , que determina la cantidad de degradación de las pistas elástica
después de la deformación plástica
El comportamiento histerético propuesto por Wen (1976), y Park
Y recomendado para análisis de la base de aislamiento por Nagarajaiah, Reinhorn y Constantinou.
HISTÉRESIS PROPIEDADAISLADOR
El modelo de plasticidad se basa
en :
NO LINEALES
Si los dos grados de libertad de cizallamiento son no lineales, el
acoplado fuerza-deformación relación viene dada por:
DONDE: k2 y k3 son las constantes de resorte
elástico.
yield2 y yield3 son las fuerzas rendimiento.
2 y ratio 3 son los ratios de rentabilidad elásticos rígidos a rígidos (k2 y k3).
z 2, z 3 son internos variables de histéresis.
RANGO:
SUPERFICIE DE FLUENCIA
REPRESENTADO POR::
PROPIEDAD ISOLATOR HISTÉRESIS DE
DEFORMACIÓN DE CORTE BIAXIAL
Los valores iniciales de z 2 y 3 z son cero, y evolucionar de acuerdo a las ecuaciones diferenciales:
DONDE:
:
Si sólo hay un grado de cizallamiento de libertad es no
lineal
Una relación de resorte lineal se aplica a la deformación axial,
Si sólo hay un grado de cizallamiento de libertad es no
lineal
Este es un aislador biaxial de fricción oscilante .
Se acopla a las propiedades de fricción de las dos formaciones de cizallamiento, después de deslizarse en las direcciones cortante debido la os radios del péndulo de las superficies de deslizamiento.
Péndulo de Fricción- Propiedad Isolator
La fuerza axial, P, siempre es no lineal, y está dada por:
Si los dos grados de libertad son de corte lineal, los efectos de la fricción y el péndulo para cada acto deformación de corte en paralelo:
f u2 = f u2 f + f u2 pf u3 = f u3 f + f u3 p
Péndulo de Fricción- Propiedad Isolator
Los fricción fuerza de deformación-relaciones están dadas por:
f u2 f = - P m2 z 2f u3 f = - P m3 z 3
DONDE:• 2 y 3 son los coeficientes de
fricción.• z 2, z 3 son variables internas
de histéresis.
Los coeficientes de fricción son dependiente de la velocidad de acuerdo con:
Péndulo de Fricción- Propiedad Isolator
z 2 y z3 son cero, y evolucionar de acuerdo a las ecuaciones diferenciales:
v es la velocidad resultante de deslizamiento:
Las variables internas de histéresis tienen un rango de:
Péndulo de Fricción- Propiedad Isolator
Este modelo permite cierta fricción deslizante en todos los niveles no nulos de fuerza de corte.
Deslizamiento es mucho más grande que la fuerza de corte.
El péndulo de la relación fuerza-deformación está dada por:
Péndulo de Fricción- Propiedad Isolator
LA DEFORMACIÓNDE CARGAS NO LINEALES
Es un conjunto de fuerzas y / o momentos en la estructura que activa
una deformación no lineal interno de un elemento de enlace / soporte.
Se utilizan como punto de partida los vectores de carga para el análisis de
Ritz-vector.
Su propósito es el de generar los modos que puede representar adecuadamente
el comportamiento no lineal .
Cuando se solicita un análisis Ritz-vector, puede especificar que el uso del programa incorporado en las cargas de
deformación no lineal.
PROPIEDADDEPENDIENTE DE LA FRECUENCIA DE ENLACE /
SOPORTEDependientes de la frecuencia propiedades de los seis grados de libertad del elemento puede ser acoplado o desacoplado acoplado, dado por:
PROPIEDADDEPENDIENTE DE LA FRECUENCIA DE ENLACE /
SOPORTEEn la ec., los términos de fuerza son complejos. Las partes reales de estos términos representan el comportamiento en un ángulo de fase de cero, con variación en el tiempo dado por la función coseno, y las partes imaginarias representan el comportamiento en un ángulo de fase de 90 , con variación en el tiempo dado por la función seno.
PROPIEDADDEPENDIENTE DE LA FRECUENCIA DE ENLACE /
SOPORTE
Cada uno de los términos de impedancia varía con la frecuencia. Se define la variación de cada término como un conjunto de puntos que dan rigidez frente a la frecuencia y amortiguación frente a la frecuencia..
PROPIEDADDEPENDIENTE DE LA FRECUENCIA DE ENLACE /
SOPORTEUn uso común de propiedades dependientes de la frecuencia sería en elementos de apoyo que representan la radiación de campo lejano de amortiguación efecto de la región del suelo bajo una base rígida.