Metoda CBFEM (Component Based Finite Element Model) permite analiza rapidă a nodurilor de diferite forme și configurații. Modelul este alcătuit din elemente la care se aplică încărcarea și operații de fabricație (inclusiv elemente de rigidizare), care servesc la conectarea elementelor între ele. Elementele nu trebuie confundate cu operațiile de fabricație, deoarece marginile lor tăiate sunt conectate prin legături rigide la nodul de îmbinare, astfel că nu se deformează corespunzător dacă sunt utilizate în locul operațiilor de fabricație (elemente de rigidizare).
Modelul MEF analizat este generat automat. Proiectantul nu creează modelul MEF, ci creează nodul folosind operații de fabricație – a se vedea figura.
Operații/elemente de fabricație care pot fi utilizate pentru construirea nodului
Fiecare operație de fabricație adaugă noi elemente la îmbinare – tăieri, plăci, șuruburi, suduri.
Elemente de reazem și reazeme
Un element al nodului este întotdeauna setat ca „de reazem". Toate celelalte elemente sunt „conectate". Elementul de reazem poate fi ales de proiectant. Elementul de reazem poate fi „continuu" sau „terminat" în nod. Elementele „terminate" sunt rezemate la un capăt, iar elementele „continue" sunt rezemate la ambele capete.
Elementele conectate pot fi de mai multe tipuri, în funcție de încărcarea pe care elementul o poate prelua:
- Tipul N-Vy-Vz-Mx-My-Mz – elementul poate transfera toate cele 6 componente ale forțelor interioare
- Tipul N-Vy-Mz – elementul poate transfera doar încărcări în planul XY – forțe interioare N, Vy, Mz
- Tipul N-Vz-My – elementul poate transfera doar încărcări în planul XZ – forțe interioare N, Vz, My
- Tipul N-Vy-Vz – elementul poate transfera doar forța axială N și forțele tăietoare Vy și Vz
Îmbinarea placă la placă transferă toate componentele forțelor interioare
Îmbinarea cu placă de inimă poate transfera doar încărcări în planul XZ – forțe interioare N, Vz, My
Îmbinare cu placă de nod – îmbinarea unui element de fermă poate transfera doar forța axială N și forțele tăietoare Vy și Vz
Fiecare nod se află în stare de echilibru în timpul analizei structurii cadru. Dacă forțele de capăt ale elementelor individuale sunt aplicate modelului CBFEM detaliat, starea de echilibru este de asemenea satisfăcută. Astfel, nu ar fi necesar să se definească reazeme în modelul de analiză. Cu toate acestea, din motive practice, rezemul care rezistă la toate translațiile este definit la primul capăt al elementului de reazem. Acesta nu influențează nici starea de tensiune, nici forțele interioare din nod, ci doar prezentarea deformațiilor.
Tipuri de reazeme adecvate, respectând tipul elementelor individuale, sunt definite la capetele elementelor conectate pentru a preveni apariția mecanismelor instabile.
Lungimea implicită a fiecărui element este de două ori înălțimea sa. Lungimea unui element trebuie să fie de cel puțin 1× înălțimea elementului după ultima operație de fabricație (sudură, deschidere, element de rigidizare etc.), datorită deformațiilor corecte după legăturile rigide care conectează capătul tăiat al unui element la nodul de îmbinare.
