چرا گاهی در حین انجام آنالیز P-Delta مقدار سختی (stiffness) منفی میشود؟
- تشریح سوال
زمانی که مقدار “سختی” منفی میشود (Diagonal<0) و آنالیز پی-دلتا همگرا نمیشود، آیا این نشانگر وجود ناپایداری و کمانش است؟
پاسخ: مشکلات همگرایی ممکن است با رفتار پی-دلتا مرتبط باشد. مقدار ظرفیت ناکافی اعضا و همینطور تکیه گاه و قیود ناکافی در سازه ممکن است منجر به ناپایداری و کمانش شود.
همینطور مقادیر بیش از اندازه “سختی” نیز ممکن است با ایجاد مشکلات و اشتباهات عددی، فرایند همگرایی را منقطع کند که این امر بر روی انجام محاسبات اثر نامطلوبی دارد.
زمانی که مدل سازه تحت آنالیز پی-دلتا تاب نمیاورد، میتوان اندازه و یا تعداد ستون ها و مهارهای جانبی را بیشتر کرد تا بدین وسیله ظرفیت جانبی سازه را بهبود بخشید.
دیـوارهایی که با المـان membrane مـدل شـده اند (که البته هیچـگاه توصیه نمیشود) و یا shell هایی که ضخامت غیرواقعی دارند و یا ضرایب اصلاح سختی پایین به آنها اختصاص داده شده مستعد کمانش هستند و ایجاد مشکلات همگرایی در آنالیز خواهند نمود.
به عنوان روش جایگزین، میتوان فاکتورها (ابعاد یا ضرایب سختی) و یا بارهای وارد شده در حین آنالیز را نیز اصلاح نمود.
بهترین حالت این است که مدل را بدون درنظرگیری پی-دلتا آنالیز کنید تا از صحت رفتار سازه اطمینان حاصل کنید.
اگر مشکلات مرتبط با غیرخطی بودن هندسی باقی ماندند، ممکن است پس از آنالیز پی دلتا، اجرای آنالیز مودال که از “سختی” در پایان این مرحله استفاده میکند نیز مفید باشد.
آنالیز مودال ممکن است منبع و موقعیت ایجاد ناپایداری را مشخص کند.
همچنین در اعضای افقی در کف ها مانند المان های تیر و المان Floor، اگر بارهای درون صفحه ای به آنها وارد شود (زمانی که دیافراگـم و یا دیافراگم نیمه صلب تعریف نشده باشد) و به علت خصوصیـات سـازه ای و یا ضرایب اصلاح سختی کوچک، ظرفیت ناکافی داشته باشند، ممکن است کمانش رخ دهد.
استفاده از دیافراگم های صلب و کنترل همگرا شدن آنالیز میتواند ایراد را برطرف کند.
پیشنهاد تکمیلی که میتواند باعث رفع خطای “سختی منفی” شود:
- حذف قیود Auto line
تمام المانهای Deck/Shell را در مدل انتخاب کنید، سپس از مسیر…
Assign > Shell Elements > Auto Line Constraint گزینه Apply to Full Structure را غیرفعال (Uncheck) کنید.
این عمل باعث حذف قیود Auto line شده و احتمالا مشکل ناپایداری را برطرف میکند.
ممکن است این مطلب را نیز بپسندید: مواردی که در صورت وجود نامنظمی پیچشی باید در نظر داشت