Stab-Exzentrizität

Auf diesem Dialog werden Exzenter für Stabelemente definiert. Bei der Definition eines Stabes wird diesem (bei Bedarf) einer dieser Exzenter zugewiesen.

Exzenter werden immer dann benötigt, wenn ein Stab nicht direkt an einem Knoten, sondern in einer gewissen Entfernung von diesem angeschlossen werden muss. Beispiele hierfür sind z.B. verspringende Stützenachsen oder auch Unterzüge in Flächenelementen (Platten, Schalen). Eine genauere Erklärung von Sinn und Zweck der Exzenter findet sich hier.

Normalerweise wird ein Stab direkt an einen Systemknoten angeschlossen. Der Systemknoten und der Stabknoten sind dann identisch. Wird ein Stab über einen Exzenter an einen Systemknoten angeschlossen, so liegen der Systemknoten und der Stabknoten nicht mehr aufeinander. Sie besitzen einen Abstand, der exakt durch den Exzenter festgelegt wird. Dieser Abstand wird durch den Exzenter überbrückt. Einen Exzenter kann man sich wie einen eigenständigen Stab mit unendlich großer Steifigkeit vorstellen. In der Fachterminologie werden folgende Begriffe verwendet:

• Stabknoten: Die Knoten, die sich direkt am Stab befinden
• Exzenterknoten: Die Systemknoten

Genau wie die Stablasten auch, können die Exzenter entweder im lokalen Stabkoordinatensystem oder im globalen Systemkoordinatensystem definiert werden. An dieser Stelle legen sie das Koordinatensystem fest, im dem der Stabexzenter definiert werden soll.
Folgende Koordinatensysteme stehen zur Verfügung:

• lokal
• global

Zur Definition des Exzenters wird die ursprüngliche Lage des Stabes, also ohne Exzenter, zugrunde gelegt. Es wird das Koordinatensystem, welches durch die Systemknoten definiert wird, verwendet. Dieses Koordinatensystem ist nicht identisch mit dem lokalen Koordinatensystem des Stabes inklusive der Exzenter. Es ist wichtig, dass bei der Definition der Exzenter darauf geachtet wird. Ansonsten liegen die Exzenterknoten (also der Stab) nicht da, wo er eigentlich liegen sollten.

Bei einem Exzenter im globalen Koordinatensystem wird die Lage der Exzenterknoten einfach durch den angegeben Vektor in globalen Koordinaten festgelegt.

Wird bei einem Stab eine Verdrehung des lokalen Koordinatensystems angegeben, so wird diese erst in der Exzenterlage berücksichtigt. Die Stabverdrehung hat keinen Einfluss darauf, an welcher Stelle im Raum der Stab in der Exzenterlage liegt.