Diese Verifikationsfälle demonstrieren die Genauigkeit der RodX-Berechnungen anhand analytischer Lösungen und klassischer Benchmark-Probleme. Jeder Fall lässt sich direkt in RodX öffnen, sodass Sie ihn selbst prüfen, anpassen und neu berechnen können – statt uns einfach beim Wort zu nehmen.
Ziel des Verifikationsprozesses ist es, die Zuverlässigkeit der vom Rechenkern und von der RodX-Interpretationsschicht erzeugten Ergebnisse für alle verfügbaren Elementtypen und Randbedingungen sicherzustellen.
Jeder Verifikationsfall basiert auf einem klar definierten Tragwerksschema aus weithin anerkannten und maßgeblichen Lehrbüchern der Baustatik und Festigkeitslehre. Die vorgestellten Probleme decken den gesamten Umfang der unterstützten Modellierungsfunktionen ab, einschließlich Balken- und Fachwerkstabelementen, Gelenken, elastischen Lagern und verschiedenen Randbedingungskonfigurationen.
Für jeden Fall werden die mit RodX erzielten numerischen Ergebnisse mit geschlossenen Lösungen verglichen. Der Vergleich umfasst Knotenverschiebungen, innere Kräfte, Auflagerreaktionen und die qualitative Form der Kraftverläufe.
Was diese Fälle beweisen – und was nicht. Sie bestätigen, dass der Solver und die RodX-Interpretationsschicht für die abgedeckten Modellierungsfunktionen korrekte Ergebnisse liefern. Sie bestätigen nicht, dass ein selbst erstelltes Modell korrekt aufgebaut ist, dass die Lasten die reale Struktur korrekt abbilden oder dass eine Auslegungsnorm korrekt angewendet wurde – diese Verantwortung liegt wie bei jedem Werkzeug beim Ingenieur.
Verifikation der axialen Verschiebungen eines prismatischen Stahlstabs unter mehreren konzentrierten Axialkräften. Der Stab ist an einem Ende eingespannt und wird an Zwischenknoten entlang seiner Länge belastet. Die mit RodX erzielten numerischen Ergebnisse werden mit einem klassischen Benchmark-Problem verglichen.
Verifikation der Vertikalverschiebung eines starren Balkens auf zwei elastischen Vertikalstützen mit unterschiedlicher Steifigkeit. Das System besteht aus einem starren horizontalen Balken auf Stahl- und Aluminiumstützen, der einer konzentrierten Vertikallast ausgesetzt ist. Dieser Verifikationsfall validiert die korrekte Implementierung von Druckstabelementen mit unterschiedlicher Materialsteifigkeit und ihre Wechselwirkung mit einem starren Balkenelement im RodX-FEM-Solver.
Verifikation der Vertikalverschiebung eines Stahlbalkens auf zwei identischen vertikalen elastischen Federn. Eine konzentrierte Vertikallast wird an einem Zwischenknoten entlang der Balkenstützweite aufgebracht. Dieser Verifikationsfall validiert die korrekte Implementierung von vertikalen elastischen Lagern (Federelemente) und ihre Wechselwirkung mit Balkenelementen in RodX.
Ein Kragarm endlicher Länge wird mit einer konzentrierten Vertikallast an seinem freien Ende belastet. Das Festende des Kragarms wird durch eine Drehfeder mit einer bestimmten Rotationssteifigkeit gestützt. Vertikalverschiebung und Verdrehung am freien Ende werden ausgewertet. Dieser Verifikationsfall validiert die korrekte Implementierung von Drehlagerfedern und ihren Einfluss auf Verschiebungen und Verdrehungen in Balkenelementen.
Eine vertikale Kragstütze, am Fuß eingespannt und oben frei, wird gleichzeitig durch eine horizontale Kraft und eine vertikale Druckkraft am freien Ende belastet. Die Druckkraft verstärkt die horizontale Verschiebung durch geometrisch nichtlineare Effekte zweiter Ordnung (P-Delta), sodass die tatsächliche Verformung größer ausfällt als die lineare Lösung erster Ordnung vorhersagt. Dieser Verifikationsfall validiert die Implementierung der geometrischen Nichtlinearität (P-Delta) in RodX.
Ein symmetrisches ebenes Fachwerk wird mit vertikalen Lasten in ausgewählten Knoten belastet. Die Struktur ist an beiden Enden gelagert und ausschließlich mit Fachwerkstabelementen modelliert. Dieser Verifikationsfall validiert die korrekte Berechnung der inneren Axialkräfte in Fachwerkstabelementen unter symmetrischer Vertikalbelastung.
Ein ebenes Fachwerk wird mit mehreren Vertikallasten in Zwischenknoten belastet. Die Geometrie des Fachwerks und die Querschnittsflächen der Stäbe sind gemäß dem Referenzschema definiert. Die horizontalen und vertikalen Verschiebungen des Knotens L3 werden ausgewertet. Dieser Verifikationsfall validiert die Genauigkeit der Knotenverschiebungsberechnungen in Fachwerkstabelementen, einschließlich horizontaler und vertikaler Knotenverschiebungen.
Ein starrer ebener Rahmen wird mit einer konzentrierten Vertikallast in Knoten A und einer gleichmäßig verteilten Last entlang des horizontalen Balkens belastet. Der Rahmen besteht aus einem Vertikalstiel und einem Horizontalbalken mit unterschiedlicher Biegesteifigkeit. Biegemomente an ausgewählten Querschnitten des Rahmens werden ausgewertet. Dieser Verifikationsfall validiert die Berechnung von Biegemomenten in Rahmenelementen unter kombinierter konzentrierter und verteilter Belastung.
Ein Holzbalken ist an beiden Enden gelagert und zwei konzentrierten Vertikallasten ausgesetzt. An einem Zwischenpunkt ist der Balken mit einem vertikalen Stahl-Hängestab verbunden, der an einem Überkopflager verankert ist. Die Vertikalverschiebung des Verbindungspunkts, die Auflagerreaktionen und die Axialkraft im Hängestab werden ausgewertet. Dieser Verifikationsfall validiert die Wechselwirkung von Balken- und Fachwerkstabelementen in einem Verbundtragwerk, einschließlich der korrekten Berechnung von Verschiebungen, Auflagerreaktionen und Axialkraft im Hängestab.
Ein zweidimensionaler Rahmen wird mit vertikalen statischen Lasten belastet, einschließlich konzentrierter Knotenlasten und gleichmäßig verteilter Last. Der Rahmen besteht aus zwei Vertikalstielen, die durch einen Horizontalbalken verbunden sind, mit gelenkigen Verbindungen an Zwischenknoten. Querkraft- und Biegemomentverläufe werden für zwei unabhängige Lastfälle ausgewertet. Dieser Verifikationsfall validiert die korrekte Modellierung von inneren Gelenken in Rahmenelementen und deren Einfluss auf Querkraft- und Biegemomentverteilungen.
Ein vertikaler Kragarm mit einer Länge von 1,0 m ist an seinem oberen Ende eingespannt. Nahe der Basis verbinden zwei horizontale, nur auf Zug beanspruchte Elemente von jeweils 1,0 m Länge den unteren Knoten des Balkens mit festen Verankerungen auf beiden Seiten. Eine horizontale Einzellast von 1 kN wirkt auf halber Höhe des Balkens (0,5 m unterhalb der Einspannung). Dieser Verifikationsfall validiert die korrekte Implementierung von nur auf Zug beanspruchten Elementen in Kombination mit Balkenbiegung und bestätigt, dass jedes Element abhängig vom Vorzeichen seiner Normalkraft unter seitlicher Belastung aktiviert oder deaktiviert wird.