DUENQ - Dünnwandige und kaltgeformte Querschnitte

Leistungsmerkmale

• Modellierung des Profils über Elemente, Profile, Bögen und Punktelemente
• Erweiterbare Bibliothek für Materialkennwerte, Streckgrenzen und Grenzspannungen
• Querschnittswerte offener, geschlossener oder nicht zusammenhängender Profile
• Ideelle Querschnittswerte von Profilen aus unterschiedlichen Materialien
• Ermittlung von Schweißnahtspannungen in Kehlnähten
• Spannungsanalyse einschließlich Bemessung primärer und sekundärer Torsion
• Kontrolle der (c/t)-Verhältnisse
• Wirksame Querschnitte gemäß
  •  EN 1993-1-5 (inkl. längs ausgesteifte Beulfelder gemäß Abschnitt 4.5)
  •  EN 1993-1-3
  •  EN 1999-1-1
  •  DIN 18800-2
• Klassifizierung nach
  •  EN 1993-1-1
  •  EN 1999-1-1
• Schnittstelle zu MS Excel für Import und Export von Tabellen
• Ausdruckprotokoll

Querschnittskennwerte und Spannungen

DUENQ berechnet die Querschnittswerte und Spannungen für beliebige offene, geschlossene, verbundene oder nicht zusammenhängende Profile.

• Gesamtfläche A
• Schubflächen A_y, A_z, A_u und A_v
• Schwerpunktlage y_S, z_S
• Flächenmomente 2. Grades I_y, I_z, I_yz, I_u, I_v, I_p, I_p,M
• Trägheitsradien i_y, i_z, i_yz, i_u, i_v, i_p, i_p,M
• Hauptachsenneigung α
• Querschnittsgewicht G
• Querschnittsoberfläche U
• Torsionsflächenmomente 2. Grades I_T, I_T,St.Venant, I_T,Bredt, I_T,s
• Schubmittelpunktlage y_M, z_M
• Wölbwiderstände I_ω,S, I_ω,M bzw. I_ω,D bei gebundener Drillachse
• Max/Min-Widerstandsmomente W_y, W_z, W_u, W_v, W_ω,M mit Lageangabe
• Querschnittsstrecken r_u, r_v, r_M,u, r_M,v
• Abklingfaktor λ_M

• Normalkraft N_pl,d
• Querkräfte V_pl,y,d, V_pl,z,d, V_pl,u,d, V_pl,v,d
• Biegemomente M_pl,y,d, M_pl,z,d, M_pl,u,d, M_pl,v,d
• Widerstandmomente W_pl,y, W_pl,z, W_pl,u, W_pl,v
• Schubflächen A_pl,y, A_pl,z, A_pl,u, A_pl,v
• Lage der Flächenhalbierenden f_u, f_v
• Darstellung der Trägheitsellipse

• Statische Momente S_u, S_v, S_y, S_z mit Angabe von Maxima und Ort sowie Richtung des Schubflussverlaufes
• Wölbordinaten ω_M
• Flächenmomente (Wölbflächen) S_ω,M
• Zellenflächen A_m bei geschlossenen Querschnitten

• Normalspannungen σ_x aus Normalkraft, Biegemomenten und Wölbbimoment
• Schubspannungen τ aus Querkräften sowie primären und sekundären Torsionsmomenten
• Vergleichsspannungen σ_v mit anpassbarem Faktor für Schubspannungen
• Ausnutzungsgrade bezogen auf die zulässigen Spannungen
• Spannungen an Elementkanten oder Mittellinien
• Schweißnahtspannungen in Kehlnähten

• Querschnittswerte nicht zusammenhängender Querschnitte (Hochhauskerne, Verbundprofile)
• Teilquerschnittsquerkräfte aus Biegung und Torsion

• Plastische Berechnung mit Ermittlung des Vergrößerungsfaktors α_pl
• Überprüfung der (c/t)-Verhältnisse nach dem Nachweisverfahren el-el, el-pl oder pl-pl gemäß DIN 18800

Kaltgeformte Profile

DUENQ ermittelt für kaltgeformte Profile die wirksamen Querschnitte nach EN 1993-1-3 und EN 1993-1-5. Die in EN 1993-1-3, Abschnitt 5.2 genannten geometrischen Verhältnisse zur Anwendbarkeit der Norm können optional überprüft werden.

Die Auswirkungen des lokalen Plattenbeulens werden nach der Methode der reduzierten Breiten und das mögliche Ausknicken der Steifen (Forminstabilität) wird bei versteiften Profilen gemäß EN 1993-1-3, Abschnitt 5.5 berücksichtigt. 

Optional kann eine iterative Berechnung zur Optimierung des wirksamen Querschnitts vorgenommen werden. 

Die wirksamen Querschnitte lassen sich grafisch darstellen.

Im Fachbeitrag "Nachweis eines dünnwandigen, kaltgeformten C-Profils nach EN 1993-1-3" wird die Bemessung von kaltgeformten Profilen mit DUENQ und RF-/STAHL Kaltgeformte Profile ausführlich beschrieben:

Eingabe

DUENQ enthält eine umfangreiche Bibliothek von Walzprofilen und parametrisierten Profilarten. Diese können zusammengesetzt oder mit neuen Elementen ergänzt werden. Der Aufbau eines Profils aus unterschiedlichen Materialien gelingt problemlos.

Grafische Tools und Funktionen erlauben die Modellierung komplexer Querschnittsformen in CAD-Arbeitsweise. Die grafische Eingabe unterstützt u. a. das Setzen von Punktelementen, Kehlnähten, Bögen, parametrisierten Rechteck- und Rohrquerschnitte, Ellipsen, elliptische Bögen, Parabeln, Hyperbeln, Splines und NURBS. Alternativ wird eine DXF-Datei eingelesen und als Basis für die weitere Modellierung genutzt. Auch können Hilfslinien für die Modellierung genutzt werden.

Des Weiteren ermöglicht eine parametrisierte Eingabe, Modell- und Belastungsdaten so einzugeben, dass sie von bestimmten Variablen abhängig sind.

Elemente können grafisch geteilt oder an ein anderes Objekt angefügt werden. DUENQ nimmt die Teilungen automatisch vor und stellt mit Nullelementen sicher, dass der Schubfluss nicht unterbrochen wird. Für Nullelemente kann eine spezifische Dicke zur Schubübertragung festgelegt werden.

Berechnung

DUENQ berechnet alle relevanten Querschnittswerte einschließlich der plastischen Grenzschnittgrößen. Überlappungsbereiche werden realitätsgetreu erfasst. Bei Profilen, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen, bestimmt DUENQ die ideellen Querschnittswerte mit Bezug auf ein Referenzmaterial.

Neben der Spannungsanalyse elastisch-elastisch ist ein plastischer Nachweis mit Interaktion der Schnittgrößen für beliebige Querschnittsformen möglich. Die plastischen Interaktionsnachweise erfolgen nach der Simplex-Methode. Die Fließhypothesen können nach Tresca und von Mises gewählt werden.

DUENQ führt nach EN 1993-1-1 und EN 1999-1-1 eine Klassifizierung des Querschnitts durch. Für Stahlquerschnitte werden bei Querschnitten der Klasse 4 effektive Breiten für unausgesteifte oder längs ausgesteifte Blechfelder gemäß EN 1993-1-1  und EN 1993-1-5 ermittelt. Für Aluminiumquerschnitte werden bei Querschnitten der Klasse 4 effektive Dicken gemäß EN 1999-1-1 berechnet. 

Optional werden im Programm die Grenzwerte (c/t) nach den Verfahren el-el, el-pl oder pl-pl gemäß DIN 18800 überprüft. Die (c/t)-Felder gleichgerichteter Elemente werden dabei automatisch erkannt.

Ergebnisse

Alle Ergebnisse lassen sich in ansprechender numerischer und grafischer Form auswerten und visualisieren. Selektionsfunktionen unterstützen die gezielte Evaluation.

Das Ausdruckprotokoll entspricht den hohen Standards des FEM-Programms RFEM und des Stabwerksprogramms RSTAB. Änderungen werden automatisch aktualisiert.